KR20220128143A - 탕면 가열장치 및 용강 처리 방법 - Google Patents
탕면 가열장치 및 용강 처리 방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명의 실시예에 따른 탕면 가열장치는 일 방향으로 연장된 관 형상이며, 용기 내부의 용강으로 침지되도록 승하강할 수 있고, 용강으로부터 가해지는 철정압 및 용강의 열 중 적어도 하나에 의해 파손될 수 있는 재료로 마련된 본체 및 본체 내부에 충진되며, 용강과 발열 반응할 수 있는 발열제를 포함한다.
따라서, 본 발명의 실시예들에 의하면 용강 탕면의 온도가 하락하는 것을 방지 또는 최소화할 수 있다. 이에, 용강 탕면에 응고층이 형성되는 것을 방지할 수 있고, 그로 인해 검출장치를 용강으로 용이하게 침지시킬 수 있다. 또한, 검출장치를 시간차를 두고 용강으로 복수회 침지시킬 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시예들에 의하면 용강 탕면의 온도가 하락하는 것을 방지 또는 최소화할 수 있다. 이에, 용강 탕면에 응고층이 형성되는 것을 방지할 수 있고, 그로 인해 검출장치를 용강으로 용이하게 침지시킬 수 있다. 또한, 검출장치를 시간차를 두고 용강으로 복수회 침지시킬 수 있다.
Description
본 발명은 탕면 가열장치 및 용강 처리 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 용강 탕면의 응고를 방지하는 탕면 가열장치 및 용강 처리 방법에 관한 것이다.
전로 정련, 버블링을 거친 용강은 탈가스 장치로 이송된다. 그리고 탈가스 장치에서 용강을 순환시키면서 용강으로 합금을 투입하여 목표로하는 성분 함량으로 조정한다. 합금이 투입되면, 검출장치를 용강으로 침지시켜 용강을 채취하고, 채취된 용강의 성분 함량을 검출한다.
한편, 용강 탕면에 응고층이 형성된 경우 검출장치를 용강으로 침지시킬 수 없다. 이에, 파쇄기를 이용하여 응고층에 충격을 가하여 검출장치가 통과될 수 있는 홀을 마련한다. 그런데, 두께가 두껍거나 강도가 높은 응고층이 형성된 경우, 파쇄기로 충격을 가하더라도 홀이 마련되지 않을 수 있다. 이에 용강으로 검출장치를 침지시킬 수 없다. 또한, 응고층의 일부가 파쇄되더라도 검출장치의 통과가 용이하지 않은 작은 크기로 홀이 마련될 수 있다. 그리고 작은 크기의 홀로 무리하게 검출장치를 삽입시키는 경우 검출장치가 파손될 수 있다.
이와 같이 검출장치를 침지시킬 수 없거나 검출장치가 파손되는 경우, 용강의 성분 함량을 검출할 수 없다. 따라서, 용강의 정확한 성분 함량을 알 수 없거나, 용강의 성분을 목표 함량으로 조절하기 어렵고, 이에 따라 제품 불량이 발생될 수 있다.
본 발명은 용강 탕면의 응고를 방지하는 탕면 가열장치 및 용강 처리 방법 에 관한 것이다.
본 발명은 검출장치를 용이하게 침지시킬 수 있는 탕면 가열장치 및 용강 처리 방법에 관한 것이다.
본 발명은 침지홀의 폐쇄를 방지할 수 있는 탕면 가열장치 및 용강 처리 방법 에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 탕면 가열장치는 일 방향으로 연장된 관 형상이며, 용기 내부의 용강으로 침지되도록 승하강할 수 있고, 상기 용강으로부터 가해지는 철정압 및 상기 용강의 열 중 적어도 하나에 의해 파손될 수 있는 재료로 마련된 본체; 및 상기 본체 내부에 충진되며, 상기 용강과 발열 반응할 수 있는 발열제;를 포함한다.
상기 용기의 외부에 위치되어 승하강 가능한 홀더와 체결 및 분리될 수 있고, 상기 본체의 내부에 설치된 체결부를 포함한다.
상기 본체는, 내부공간을 가지는 제1바디; 일부가 상기 제1바디의 상측으로 돌출되도록 상기 제1바디에 삽입 설치된 제2바디; 및 내부공간을 가지며, 상기 제1바디의 개구를 폐쇄하도록 상기 제1바디에 연결된 커버;를 포함하고, 상기 제1바디 및 상기 커버 중 적어도 하나가 용강으로부터 가해지는 철정압 및 상기 용강의 열 중 적어도 하나에 의해 파손될 수 있는 재료로 마련된다.
상기 체결부는 상기 제2바디의 폭 방향으로 연장 형성되어, 상기 제2바디 일단의 개구를 폐쇄하도록 상기 제2바디에 연결된다.
상기 제2바디는 그 일단이 상기 체결부의 하측에 위치하도록 연장 형성되고, 상기 체결부는 상기 제2바디의 일단 상측에 위치하도록 상기 제2바디의 내부에 삽입되게 설치된다.
상기 체결부는 접합제를 통해 상기 제2바디에 결합된다.
상기 제2바디에는 내벽에 함몰된 삽입홈이 마련되고, 상기 삽입홈으로 상기 체결부의 폭 방향 가장자리가 삽입되게 설치된다.
상기 발열제는 상기 제1바디의 내부에서 상기 제2바디 및 체결부의 외측 공간과 상기 커버의 내부에 충진된다.
상기 발열제는 상기 제2바디의 내부에서 상기 체결부의 하측 공간, 상기 제1바디 내부에서 상기 제2바디 및 체결부의 외측 공간 및 상기 커버의 내부에 충진된다.
상기 제1바디의 내부로 삽입된 상기 제2바디는 그 외주면이 상기 제1바디의 내주면과 이격되게 설치되며, 상기 제1바디의 내주면과 상기 제2바디의 외주면 사이에 상기 발열제가 충진된다.
상기 제1바디 및 커버 중 적어도 하나는 종이를 포함하는 재료로 마련된다.
본 발명의 실시예에 따른 용강 처리 방법은 탕면 가열장치를 용기 내 용강으로 침지시키는 과정; 상기 용강으로 침지된 상기 탕면 가열장치의 적어도 일부를 파손시키는 과정; 상기 탕면 가열장치의 내부에 충진된 발열제를 용강으로 투입하는 과정; 투입된 상기 발열제와 상기 용강을 발열 반응시키는 과정; 을 포함한다.
상기 탕면 가열장치를 용기 내 용강으로 침지시키는 과정은, 상기 용기의 외부에 위치되어 승하강 동작할 수 있는 구동장치에 상기 탕면 가열장치를 체결하는 과정; 상기 구동장치를 동작시켜 상기 탕면 가열장치를 용기쪽으로 하강시키는 과정;을 포함한다.
상기 탕면 가열장치의 적어도 일부를 파손시키는 과정은, 상기 용강으로 침지된 상기 탕면 가열장치를 용강으로부터 가해지는 철정압에 의한 폭발 및 상기 용강의 열에 의한 연소 중 적어도 하나를 이용하여 파손시키는 과정을 포함한다.
상기 발열제를 용강으로 투입하는 과정은, 상기 탕면 가열장치의 파손 부위를 통해 상기 발열제를 배출시키는 과정을 포함한다.
상기 발열제를 용강으로 투입시킨 후, 검출장치를 상기 용강으로 침지시켜 상기 용강의 채취 및 용강의 온도 검출 중 적어도 하나를 실시한다.
상기 검출장치를 상기 용강으로 침지시키는 과정은 시간차를 두고 복수회 실시한다.
상기 검출장치를 상기 용강으로 침지시키는 과정은, 상기 용강으로 검출장치를 침지시키는 1차 침지 과정; 및 상기 용강으로 검출장치를 침지시키는 2차 침지 과정;을 포함하고, 상기 탕면 가열장치를 용기 내 용강으로 침지시키는데 있어서, 상기 1차 침지 과정 전에 침지시킨다.
상기 탕면 가열장치를 상기 용강으로 침지시키기 전에, 상기 용강의 탕면에 형성된 응고층의 일부를 제거하여 침지홀을 마련하는 과정을 포함하고, 상기 탕면 가열장치를 용기 내 용강으로 침지시키는데 있어서, 상기 탕면 가열장치를 상기 침지홀을 통해 삽입시켜 용강으로 침지시키는 과정을 포함한다.
상기 용강은, 상기 용기 내 용강을 진공조 내부로 순환시키는 탈가스 장치에서 처리되는 용융물일 수 있다.
상기 용강은 방향성 전기강판 및 고탄소강 중 적어도 하나의 주편을 제조하기 위해 마련되는 용융물일 수 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면, 용강 탕면의 온도가 하락하는 것을 방지 또는 최소화할 수 있다. 이에, 용강 탕면에 응고층이 형성되는 것을 방지할 수 있고, 그로 인해 검출장치를 용강으로 용이하게 침지시킬 수 있다. 또한, 검출장치를 시간차를 두고 용강으로 복수회 침지시킬 수 있다.
그리고, 검출장치의 투입을 위해 침지홀을 마련한 경우, 적어도 침지홀에 의해 노출된 용강 탕면의 응고를 방지 또는 최소화할 수 있다. 따라서, 침지홀이 형성된 후 소정 시간이 경과하더라도, 침지홀에 의해 노출되어 있는 용강이 응고되어 침지홀이 막히는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라, 검출장치를 침지홀을 통해 시간차를 두고 용강으로 복수회 침지시킬 수 있다.
따라서, 용강의 성분 함량 및 온도 중 적어도 하나를 복수회로 검출할 수 있다. 이로 인해 성분 함량 및 온도가 목표치를 만족하는 용강을 마련하는 것이 용이하고, 제품 불량 발생을 방지할 수 있다.
또한, 검출장치를 이동시키는 구동장치와 체결 가능하도록 탕면 가열장치를 마련함에 따라, 탕면 가열장치를 이동시키기 위한 별도의 장치를 마련할 필요가 없어, 이에 따른 비용을 절약할 수 있는 장점이 있다.
그리고, 작업자가 발열제를 직접 투입하지 않고, 탕면 가열장치를 구동장치에 장착하여 용강으로 침지시켜 투입함에 따라, 안전 사고 발생을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 탕면 가열장치가 탈가스 장치 외측에 위치된 구동장치에 장착되어 용강 탕면으로 침지된 상태를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 탕면 가열장치 및 탕면 가열장치에 체결된 홀더를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 탕면 가열장치를 탈가스 장치의 용기 내부로 삽입하여, 발열제를 용강으로 투입하는 과정을 설명하는 도면이다.
도 4는 실시예에 변형예에 따른 탕면 가열장치 및 탕면 가열장치에 체결된 홀더를 도시한 도면이다.
도 5는 실시예에 따른 탕면 가열장치를 침지홀을 통해 용강으로 침지시켜 발열제를 투입한 후, 상기 침지홀의 상태를 촬영한 사진이다.
도 6은 검출장치가 침지홀을 통과하도록 삽입되어 용강으로 침지된 상태를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 탕면 가열장치 및 탕면 가열장치에 체결된 홀더를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 탕면 가열장치를 탈가스 장치의 용기 내부로 삽입하여, 발열제를 용강으로 투입하는 과정을 설명하는 도면이다.
도 4는 실시예에 변형예에 따른 탕면 가열장치 및 탕면 가열장치에 체결된 홀더를 도시한 도면이다.
도 5는 실시예에 따른 탕면 가열장치를 침지홀을 통해 용강으로 침지시켜 발열제를 투입한 후, 상기 침지홀의 상태를 촬영한 사진이다.
도 6은 검출장치가 침지홀을 통과하도록 삽입되어 용강으로 침지된 상태를 도시한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 본 발명의 실시예를 설명하기 위하여 도면은 과장될 수 있고, 도면상의 동일한 부호는 동일한 구성요소를 지칭한다.
본 발명은 용강 탕면의 응고를 방지하는 탕면 가열장치에 관한 것이다. 즉, 용강의 성분 함량 및 온도 중 적어도 하나를 검출하기 위하여 검출장치를 용강으로 침지시키는데 있어서, 용강 탕면의 응고를 방지하여 검출장치의 침지가 용이하도록 하는 탕면 가열장치에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 적어도 침지홀을 통해 노출된 용강 탕면의 응고를 방지하여, 침지홀이 폐쇄되는 것을 방지할 수 있는 탕면 가열 장치에 관한 것이다.
더 구체적인 예시로, 방향성 전기강판 및 고탄소강을 제조하기 위한 용강과 같이, 탈가스 장치로의 도착 온도가 1530℃ 이하로 낮은 용강으로 검출장치를 침지시키는데 있어서, 검출장치를 용강으로 용이하게 침지시킬 수 있도록 탕면의 응고를 방지 또는 최소화하는 탕면 가열장치에 관한 것이다.
그리고, 본 발명은 검출장치를 지지 및 이동시키는 구동장치에 지지되어 이동할 수 있는 탕면 가열장치에 관한 것이다.
이하에서는 먼저 도 1을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 탕면 가열장치가 적용되는 일 예시인 탈가스 장치에서의 용강 처리 방법에 대해 설명한다. 이때 방향성 전기강판을 제조하기 위한 용강을 마련하기 위해 용강을 처리하는 방법을 예를 들어 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 탕면 가열장치가 탈가스 장치 외측에 위치된 구동장치에 장착되어 용강 탕면으로 침지된 상태를 도시한 도면이다.
고로에서 출선된 용선은 전로로 장입된다. 그리고 랜스를 이용하여 전로로 산소를 취입하여 용선을 정련하는 전로 정련 과정 및 전로 정련이 종료된 용선 즉, 용강을 래들로 장입하고 상기 래들로 가스를 취입하여 버블링시키는 버블링 과정을 거친 후 탈가스 장치(100)로 이동된다. 그리고 탈가스 장치(100)에서 용강 처리가 종료된 용강은 주조설비로 이동되어 주편으로 제조된다.
탈가스 장치(100)에서는 용강을 진공 분위기에 노출시켜 순환시키면서, 용강의 성분 함량 및 온도 중 적어도 하나를 조정한다. 그리고 탈가스 장치(100)에서의 용강 처리는 용강이 주조설비로 이동하기 전에 마지막으로 용강의 성분 및 온도 중 적어도 하나를 조정하는 단계일 수 있다.
도 1을 참조하면 탈가스 장치(100)에서는 진공조(120) 내부를 수 torr 이하로 감압시키고, 제1 및 제2환류관(140a, 140b) 중 어느 하나 예컨대 제1환류관(140a)에 마련된 노즐(150)을 통해 불활성 가스를 취입한다. 그러면 제1환류관(140a) 내 용강(M)이 진공조(120) 내부로 상승하여 제2환류관(140b)쪽으로 이동하는 순환이 일어난다.
그리고 용강(M)을 순환시키면서 진공조(120) 내부로 용강의 성분 조정을 위한 합금 및 온도를 조절하기 위한 원료 중 적어도 하나를 투입한다. 이하 설명의 편의를 위하여 용강의 온도 조절을 위해 투입되는 원료를 온도 조절제로 명명한다.
탈가스 장치(100)에서는 상술한 바와 같이 용강(M)을 순환시키면서 합금 및 온도 조절제 중 적어도 하나를 투입한 후에, 용강의 성분 함량 및 온도에 대한 확인이 필요하다. 이를 위해서는 용강(M)으로 검출장치를 침지시켜야 한다.
용강(M)으로 검출장치를 침지시키기 위해서는 용강(M) 특히, 용강 탕면의 온도 하락을 방지하거나 최소화해야 한다. 이는 용강 탕면의 온도가 낮아 응고층이 형성되는 경우 검출장치를 침지시킬 수 없거나, 응고층을 파쇄하여 홀(침지홀)을 마련하더라도 시간 경과에 따른 온도 하락에 의해 응고층이 다시 형성되어 침지홀이 폐쇄되기 때문이다.
따라서 실시예에서는 용강 탕면의 온도 하락을 방지 또는 최소화할 수 있는 탕면 가열장치를 제공한다.
이하, 도 1 및 도 2를 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 탕면 가열장치에 대해 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 탕면 가열장치 및 탕면 가열장치에 체결된 홀더를 도시한 도면이다.
여기서, 홀더(320)는 검출장치의 높이 조절을 위해 탈가스 장치(100)의 외측에 구비되어 상기 검출장치와 체결되는 구동장치(300)의 구성일 수 있다. 즉, 구동장치(300)는 도 1과 같이 승하강 구동력을 제공하는 구동부(310) 및 구동부(310)에 연결되어 승하강되는 홀더(320)를 포함할 수 있다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 탕면 가열장치(2000)는 내부공간을 가지며 용강으로 침지되었을 때 용강에 의해 폭발 또는 파손될 수 있도록 마련된 본체(2100), 구동장치(300)의 홀더(320)와 체결되도록 본체(2100) 내부에 설치된 체결부(2200) 및 본체(2100)의 내부에 충진되며 용강(M)과 반응하여 발열 반응하는 발열제(2300)를 포함한다.
본체(2100)는 일 방향으로 연장된 관 형상일 수 있고, 홀더(320)의 일부가 삽입될 수 있도록 상기 홀더(320)에 부합하는 형상의 내부공간을 가지는 통 형상일 수 있다. 이러한 본체(2100)는 일 방향으로 연장된 내부공간을 가지도록 마련된 제1바디(2110), 제1바디(2110)의 연장 방향으로 연장 형성되어 일부가 제1바디(2110)의 외측으로 돌출되도록 상기 제1바디(2110)의 내부에 삽입 설치된 제2바디(2120) 및 제1바디(2110)에 마련된 일단의 개구를 폐쇄 또는 커버하도록 제1바디(2110)에 연결된 커버(2130)을 포함할 수 있다.
이하에서는 설명의 편의를 위하여, 제1바디(2110)의 양 끝단 중 커버(2130)와 연결된 끝단을 일단, 상기 일단의 반대 끝단을 타단이라고 명명한다. 그리고 제2바디(2120)의 양 끝단 중 제1바디(2110) 내부로 삽입되며 커버(2130)와 마주보는 끝단을 일단, 상기 일단의 반대 끝단을 타단이라 명명한다. 또한, 커버(2130) 중 제1바디(2110)와 연결된 끝단의 반대 끝단을 일단, 상기 일단의 반대 끝단을 타단이라 명명한다.
제1바디(2110)는 제2바디(2120)의 일부와, 발열제(2300)가 수용될 수 있는 내부공간을 가지며, 일단 및 타단이 개구된 관 형상일 수 있다. 그리고 제1바디(2110)는 용강에 의해 파손될 수 있도록 마련될 수 있다. 즉, 제1바디(2110)는 용강으로 침지되었을 때, 제1바디(2110) 외측의 용강으로부터 상기 제1바디(2110)의 내측으로 가해지는 용강의 압력 즉, 철정압에 의해 폭발하거나, 용강의 고열에 의해 연소되어 파손될 수 있는 재료로 마련될 수 있다. 이를 위해, 제1바디(2110)는 종이(paper)를 포함하는 재료로 마련될 수 있다. 즉, 종이를 포함하는 재료를 단단하게 압축 성형하고, 이 성형체를 이용하여 내부공간을 가지는 관 형상 또는 원통의 배관 형태로 제조하여 제1바디(2110)를 마련할 수 있다.
제2바디(2120)는 홀더(320)가 삽입될 수 있도록 상기 홀더(320)의 연장 방향으로 연장된 내부공간을 가지는 관 형상일 수 있다. 그리고 제2바디(2120)는 그 일단 및 타단이 개구된 형상일 수 있다. 이러한 제2바디(2120)는 제1바디(2110)의 내부로 삽입 설치되는데, 도 2와 같이 일부가 제1바디(2110)로 삽입되고, 나머지가 제1바디(2110) 외부로 돌출되게 설치된다.
제2바디(2120)가 제1바디(2110)의 내부로 삽입되게 설치되는데 있어서, 상기 제2바디(2120)의 일단의 높이와 제1바디(2110)의 일단의 높이가 다르도록 삽입될 수 있다. 즉, 제2바디(2120)의 일단이 제1바디(2110)의 일단에 비해 상측에 위치되도록 삽입될 수 있다. 이에 제2바디(2120)의 일단과 제1바디(2110)의 일단 사이에 빈 공간이 마련되는데, 이 공간은 발열제(2300)가 충진되는 공간일 수 있다.
또한, 제2바디(2120)는 제1바디(2110) 내부로 삽입되었을 때 그 외주면이 상기 제1바디(2110)의 내주면과 이격되도록 마련된다. 즉, 제2바디(2120)는 그 외경이 제1바디(2110)의 내경에 비해 작도록 마련될 수 있다. 이에, 제2바디(2120)가 제1바디(2110) 내부로 삽입되었을 때, 도 2와 같이 제1바디(2110)의 내주면과 제2바디(2120)의 외주면 사이에 발열제(2300)가 충진될 수 있는 이격공간 또는 빈 공간이 마련된다.
제2바디(2120)는 제1바디(2110)와 동일한 재료로 마련될 수 있다. 즉, 제2바디(2120)는 종이를 포함하는 재료로 마련될 수 있다. 이렇게 제2바디(2120)이 종이를 포함하는 재료로 마련되더라도, 탕면 가열장치(2000)를 용강으로 침지할 때 체결부(2200) 및 이에 연결된 제2바디(2120)의 일단은 용강으로 침지되지 않기 때문에 파손되지 않고 그 형태를 유지할 수 있다.
물론, 제2바디(2120)는 용강의 철정압에 의해 폭발하지 않고, 용강의 열에 의해 연소되지 않는 재료로 마련될 수 있고, 예컨대 금속 및 세라믹 중 적어도 하나를 포함하는 재료로 마련될 수 있다.
커버(2130)는 발열제(2300)가 수용될 수 있는 내부공간을 가지는 통 형상일 수 있다. 그리고 커버(2130)는 제1바디(2110)에 마련된 일단의 개구를 폐쇄하도록 제1바디(2110)의 일단에 연결될 수 있다. 이러한 커버(2130)는 제1바디(2110)와 반대쪽으로 갈수록 그 직경이 좁아지는 콘 형상으로 마련될 수 있다. 그리고 커버(2130)는 용강의 철정압 및 용강의 열 중 적어도 하나에 의해 파손될 수 있는 재료 예컨대 종이로 마련될 수 있다.
상술한 바와 같은 본체(2100)를 마련하는데 있어서, 상기 제1바디(2110) 및 커버(2130) 중 적어도 어느 하나가 철정압 및 용강의 열 중 적어도 하나에 의해 파손되도록 마련되는 것이 바람직하다. 즉, 제1 및 제2바디(2110, 2120), 커버(2130) 중, 제1바디(2110) 또는 커버(2130)만이 용강에 의해 파손될 수 있는 재료로 마련되거나, 제1바디(2110) 및 커버(2130) 2 개의 구성이 용강에 의해 파손될 수 있는 재료로 마련될 수 있다. 또한, 제1 및 제2바디(2110, 2120), 커버(2130) 모두가 용강에 의해 파손될 수 있는 재료로 마련될 수 있다.
체결부(2200)는 탕면 가열장치(2000)를 홀더(320)에 체결하는 수단이다. 이러한 체결부(2200)는 도 2에 도시된 바와 같이 제2바디(2120)의 일단의 개구를 폐쇄하도록 상기 제2바디(2120)에 결합될 수 있다. 이때, 체결부(2200)는 제2바디(2120)의 폭 방향으로 연장형성될 수 있고, 상기 체결부(2200)의 폭이 제2바디(2120) 내경의 폭과 동일하거나, 그 보다 크도록 마련될 수 있다. 그리고 제2바디(2120)와 체결부(2200)는 접착제를 통해 상호 결합될 수 있다. 즉, 제2바디(2120)의 일단 및 상기 제2바디(2120)의 일단과 마주보는 체결부(2200)의 표면 중 적어도 하나에 접착제를 도포하여, 상기 접착제를 통해 결합될 수 있다.
체결부(2200)는 도 2에 도시된 바와 같이 제2바디(2120)의 일단에 연결된 체결몸체(2210) 및 체결몸체(2210)로부터 제2바디(2120)의 내부공간쪽으로 돌출되게 마련된 체결부재(2220)를 포함할 수 있다.
체결몸체(2210)는 제2바디(2120)의 폭 방향으로 연장형성된 판 형상일 수 있다. 그리고 체결몸체(2210)는 그 폭이 제2바디(2120) 내경의 폭과 동일하거나, 그 보다 크도록 마련될 수 있다. 또한, 체결몸체(2210)는 도 2와 같이 제2바디(2120)의 일단의 개구를 폐쇄하도록 상기 제2바디(2120)의 일단에 결합될 수 있으며, 이때 접합제를 통해 결합될 수 있다.
체결부재(2220)는 홀더(320)에 마련된 체결홀로 삽입되는 수단으로서, 체결몸체(2210)의 상부면으로부터 제2바디(2120)의 내부공간쪽으로 돌출되게 마련된다. 그리고 체결부재(2220)는 그 폭이 체결몸체(2210)에 비해 작게 마련될 수 있다.
상기에서는 제2바디(2120)와 체결부(2200) 보다 구체적으로 체결부재(2220)가 접착제를 통해 결합되는 것을 설명하였다. 하지만 이에 한정되지 않고, 체결부(2200)가 홀더(320)와 체결될 수 있도록 제2바디(2120)에 장착될 수 있는 다양한 방법으로 변경될 수 있다.
예컨대, 제2바디(2120)의 일단에 체결부재(2220)를 향해 돌출된 돌출부가 마련되고, 제2바디(2120)의 일단과 마주보는 체결부재(2220)의 표면에 상기 돌출부가 삽입될 수 있는 홈이 마련되어, 제2바디(2120)의 돌출부가 체결부재(2220)의 홈에 삽입되는 방법으로 상호 결합될 수 있다. 다른 예로, 제2바디(2120)의 내벽면에 체결부재(2220)의 가장자리가 삽입될 수 있는 삽입홈이 마련될 수도 있다.
제2바디(2120)의 일단에 체결부(2200)이 연결되어 상기 제2바디(2120)가 폐쇄됨에 따라, 제2바디(2120)의 내부공간은 발열제(2300)가 충진되는 공간과 분리될 수 있다. 이에 제2바디(2120)의 내부로 발열제(2300)가 유입되는 것을 방지 또는 억제할 수 있고, 이에 따라 홀더(320)를 보다 안정적으로 체결시킬 수 있다.
발열제(2300)는 용강(M)과 반응하여 발열 반응하는 재료로서, 도 2에 도시된 바와 같이 본체(2100) 내부에 충진된다. 보다 구체적으로, 제1바디(2110)의 내부에서 제2바디(2120) 및 체결부(2200)의 외측 공간에 발열제(2300)가 충진될 수 있다.
이러한 발열제(2300)는 알루미나(Al2O3), 알루미늄(Al), 이산화규소(SiO2), 산화철(Fe2O3) 및 탄소(C)를 포함할 수 있다. 그리고 발열제(2300)는 그 전체에 대해, 알루미나(Al2O3)가 60 중량% 내지 80 중량%, 알루미늄(Al)이 18 중량% 내지 22 중량%, 이산화규소(SiO2)가 10 중량% 내지 15 중량%, 산화철(Fe2O3)이 5 중량% 내지 10 중량%, 탄소(C)가 3 중량% 내지 7 중량%로 포함된 재료일 수 있다(표 1참조).
| 알루미나 (Al2O3) |
알루미늄 (Al) |
이산화규소 (SiO2) |
산화철 (Fe2O3) |
탄소 (C) |
|
| 함량(중량%) | 60-80 | 18-22 | 10-15 | 5-10 | 3-7 |
발열제(2300)는 용강(M)과 발열 반응한다. 보다 구체적으로 발열제(2300)에 포함된 알루미늄(Al), 규소(Si), 철(Fe) 및 탄소(C) 중 적어도 하나가 용강 탕면 중에 포함된 산소 또는 슬래그에 포함된 산소와 발열 반응한다. 이때, 용강(M)과 발열제(2300) 간의 발열 반응에 의해 발생되는 열에너지(kcal/kg)는 1260kcal/kg 내지 1540kcal/kg일 수 있다. 그리고 발열제는 용강(M)으로 투입된 후 1분 내지 2분 내에 발열 반응이 일어날 수 있다. 또한, 발열 반응이 시작된 후 8분 이상, 보다 구체적으로 8분 내지 20분 동안 발열 반응이 지속될 수 있다.
이하, 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 탕면 가열장치를 용강 탕면으로 침지시키는 과정 및 발열제에 의한 용강 탕면의 응고 억제에 대해 설명한다. 이때, 탕면 가열장치의 본체에 있어서, 제1바디 및 커버가 용강에 의해 파손될 수 있는 재료 예컨대 종이를 포함하는 재료로 마련된 것을 예를 들어 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 탕면 가열장치를 탈가스 장치의 용기 내부로 삽입하여, 발열제를 용강으로 투입하는 과정을 설명하는 도면이다.
여기서, 도 3은 탈가스 장치(100)의 용기(110) 내부에서 제2환류관(140b)과 용기(110) 내벽 사이의 용강 탕면으로 탕면 가열장치(2000)를 투입시키는 과정을 도시한 것이다. 그리고 도 3은 검출장치가 1차 침지되기 이전 시점 또는 또는 탈가스 장치에서 용강을 처리 과정의 초기 시점일 수 있다. 이에, 탕면에 소정 두께의 응고층이 형성된 상태일 수 있고, 이 응고층(SL)은 파쇄기에 의해 충분히 파쇄될 수 있는 두께 또는 강도로 형성된 응고층일 수 있다.
먼저, 파쇄기를 이용하여 응고층(SL)에 충격을 가하여 도 3의 (a)와 같이 침지홀(H)을 마련한다. 보다 구체적인 예로, 탈가스 장치(100)의 제2환류관(140b)과 용기(110)의 내벽 사이의 공간으로 파쇄기를 삽입시켜, 응고층(SL)으로 충격을 가한다. 이에, 도 3의 (a)와 같이 제2환류관(140b)과 용기(110)의 내벽 사이의 응고층(SL)이 일부 제거된 침지홀(H)이 마련된다. 따라서, 침지홀(H)을 통해 용강(M) 탕면이 노출된다.
그리고, 도 1에 도시된 바와 같이 탈가스 장치(100)의 외부에 위치된 구동장치(300)의 홀더(320)에 탕면 가열장치(2000)를 체결한다. 보다 구체적으로 설명하면, 도 2와 같이 탕면 가열장치(2000)의 제2바디(2120) 내부로 홀더(320)를 삽입시켜, 상기 홀더(320)와 체결부(2200) 간을 체결한다. 이때, 체결부(2200)의 체결부재(2220)를 홀더(320)의 끝단에 마련된 체결홀로 삽입시켜 홀더(320)와 탕면 가열장치(2000) 간을 체결한다.
다음으로, 구동부(310)를 동작시켜 홀더(320) 및 탕면 가열장치(2000)를 하강시킨다. 이때, 도 3의 (b)와 같이 탕면 가열장치(2000)의 일단이 침지홀(H)을 통과하여 용강 탕면으로 침지되도록 하강시킨다.
탕면 가열장치(2000)의 일부가 용강(M)으로 침지되면, 도 3의 (c)와 같이 용강(M)에 의해 본체(2100)의 제1바디(2110) 및 커버(2130)가 파손된다. 즉, 제1바디(2110) 및 커버(2130)가 그 외측의 용강(M)에 의한 철정압에 의해 폭발하거나, 용강(M)의 열에 의해 연소되어 파손된다.
이와 같이, 제1바디(2110) 및 커버(2130)가 파손되면 도 3의 (c)와 같이 발열제(2300)가 용강(M)으로 투입된다. 즉, 용강(M) 탕면으로 침지된 제1바디(2110) 및 커버(2130)의 파손에 의해 상기 제1바디(2110) 및 커버(2130)의 내부에 충진되어 있던 발열제(2300)가 용강(M)에 노출되어 상기 용강(M)으로 투입될 수 있다. 이때, 용강(M)으로 노출 또는 투입된 발열제(2300)는 용강(M) 탕면을 따라 분산 이동할 수 있으며, 용강(M)과 발열 반응하고, 용융될 수 있다.
이렇게 제1바디(2110) 및 커버(2130)가 파손되어 체결부(2200)의 하측에 충진되어 있던 발열제(2300)가 용강(M)으로 투입됨에 따라, 도 3의 (d)와 같이 체결부(2200)의 상측에서 제1바디(2110)와 제2바디(2120) 사이에 충진되어 있는 발열제(2300)가 점차 하강하여 용강(M)으로 투입될 수 있다.
그리고 용강(M)으로 침지된 본체(2100)가 파손되어 발열제(2300)가 용강(M)으로 투입될 때, 도 3의 (d)와 같이 본체(2100) 중 용강(M) 외부에 위치된 영역은 파손되지 않고 홀더(320)에 지지된 상태로 남아있을 수 있다.
본체(2100) 내부에 충진되어 있던 발열제(2300)가 모두 용강으로 투입되면, 홀더(320)와 탕면 가열장치(2000)를 상승시킨다. 그리고 탕면 가열장치(2000)로부터 홀더(320)를 분리한다. 즉, 본체(2100)의 제2바디(2120)로부터 홀더(320)를 반출시켜 홀더(320)와 제2바디(2120)를 분리한다.
상술한 바와 같이 본체(2100)가 파손되어 발열제(2300)가 용강(M)으로 투입되면, 용강(M)과 발열제(2300) 간의 발열 반응이 일어난다. 발열 반응이 일어나면, 그 주변 특히 탕면 가열장치(2000)가 침지되어 있던 용강(M) 탕면의 온도가 상승하거나, 보온된다. 즉, 적어도 침지홀(H)에 의해 노출된 용강(M) 탕면이 발열제(2300)와 용강(M) 간의 발열 반응에 의해 가열 또는 보온된다.
이에 침지홀(H)로 노출된 용강(M)의 탕면의 온도 하락을 방지 또는 최소화할 수 있다. 따라서, 탕면의 응고를 방지 또는 최소화할 수 있다. 또한, 적어도 침지홀(H)을 통해 노출되어 있는 탕면의 응고를 방지 또는 최소화할 수 있다. 따라서, 침지홀(H)을 형성한 후 소정 시간이 경과하더라도 상기 침지홀(H)이 응고층(SL)에 의해 다시 막히는 것을 방지할 수 있다.
이에, 검출장치를 시간 간격을 두고 침지홀(H)을 통해 복수회 침지시킬 수 있다. 즉, 최초로 침지홀(H)을 형성하여 검출장치를 1차 침지하여 1차 검출한 후, 다시 응고층(SL)을 파쇄하여 침지홀(H)을 형성하지 않고도, 상기 침지홀(H)을 통해 검출장치를 2차 침지시킬 수 있다.
따라서, 1차 검출 결과에 따라 용강(M)으로 합금 및 온도 조절제 중 적어도 하나를 투입한 후에, 2차 검출을 실시할 수 있다. 이에, 주조설비로 이동하기 전에 용강(M)의 성분 함량 및 온도가 목표치를 만족하는지 여부를 확인할 수 있고, 그 결과에 따라 다시 조정할 수도 있다. 따라서, 제조하고자 하는 용강의 목표 성분 함량 및 온도를 만족하는 용강을 마련할 수 있고, 이에 따라 제품 불량 발생을 방지할 수 있다.
도 4는 실시예에 변형예에 따른 탕면 가열장치 및 탕면 가열장치에 체결된 홀더를 도시한 도면이다.
상술한 실시예에서는 제2바디(2120)가 체결부(2200)의 상부까지 연장되고, 체결부(2200)가 제2바디(2120) 일단의 개구를 폐쇄하도록 장착되는 것을 설명하였다. 하지만, 이에 한정되지 않고 제2바디(2120)는 더 길게 연장될 수 있고, 체결부(2200)는 제2바디(2120)의 내부에 위치하도록 설치될 수 있다.
즉, 변형예에 따른 제2바디(2120)는 도 4에 도시된 바와 같이 체결부(2200)의 하측으로 더 연장되게 마련될 수 있다. 다른 말로 설명하면 제2바디(2120)의 일단이 체결부(2200)의 하측에 위치하도록 연장될 수 있다. 이때, 제2바디(2120) 중 체결부(2200)의 하측으로 연장된 부위가 용강의 철정압 및 용강의 열에 의해 파손될 수 있는 재료 예컨대 종이를 포함하는 재료로 마련될 수 있다. 그리고 제2바디(2120) 중 체결부(2200)의 상측으로 연장된 부위는 용강의 철정압 및 용강의 열에 의해 파손되지 않는 재료로 마련될 수 있다.
물론 제2바디(2120) 전체가 용강의 철정압 및 용강의 열에 의해 파손될 수 있는 재료로 마련되거나, 파손되지 않는 재료로 마련될 수도 있다.
그리고 제2바디(2120)의 내벽에는 체결부(2200)의 가장자리가 삽입될 수 있는 홈(이하 삽입홈(2121))이 마련될 수 있다. 삽입홈(2121)은 제2바디(2120)의 내벽으로부터 그 반대쪽으로 함몰된 형상일 수 있다. 이때, 삽입홈(2121)은 제2바디(2120)의 둘레를 따라 연장되게 마련되는 것이 바람직하다. 그리고 삽입홈(2121)으로 삽입되는 체결부(2200)는 접합제를 통해 제2바디(2120)와 결합될 수 있다.
이에, 제2바디(2120)의 내부공간은 도 4에 도시된 바와 같이 체결부(2200)를 중심으로 2개의 공간으로 분할될 수 있다. 즉, 제2바디(2120)의 내부는 체결부(2200)와 일단 사이의 공간과 상기 체결부(2200)와 타단 사이의 공간으로 나누어질 수 있다. 여기서, 제2바디(2120)의 내부 중, 일단과 체결부(2200) 사이의 공간은 발열제(2300)가 충진되는 공간이며, 상기 체결부(2200)와 타단 사이의 공간은 홀더(320)가 삽입되는 공간일 수 있다.
또한, 제2바디(2120)가 체결부(2200)의 하측으로 더 연장됨에 따라, 체결부(2200) 하측의 공간은 제2바디(2120)를 중심으로 2개의 공간으로 분할된다. 즉, 제1바디(2110)의 내부에서 체결부(2200)의 하측 공간은 제1바디(2110)와 제2바디(2120) 사이의 공간과, 제2바디(2120)의 내부공간으로 분할된다. 그리고 제1바디(2110)와 제2바디(2120) 사이의 공간 및 제2바디(2120)의 내부공간 각각에 발열제(2300)가 충진된다.
변형예와 같이 제2바디(2120)에 삽입홈(2121)을 마련하여 상기 삽입홈(2121)에 체결부(2200)를 삽입시켜 상호 체결하는 경우, 접합제 만으로 결합시키는 경우에 비해 보다 안정적으로 제2바디(2120)와 체결부(2200)를 결합시킬 수 있다.
또한, 제2바디(2120)가 체결부(2200)의 하측으로 더 연장되게 마련되어 상기 제1바디(2110)의 내부공간을 분할함에 따라, 발열제(2300)가 뭉치는 것을 저감시킬 수 있다. 즉, 폭 방향으로 2개의 공간으로 분할되어 각 공간에 발열제(2300)가 충진되는 경우, 탕면 가열장치(2000)를 용강으로 침지시켰을 때 그 열에 의해 발열제(2300)를 이루는 입자들이 상호 뭉치는 것을 실시예에 비해 저감시킬 수 있다. 이에, 본체(2100)로부터 발열제(2300)가 보다 원활하게 배출되어 용강(M)으로 투입될 수 있다.
도 5는 실시예에 따른 탕면 가열장치를 침지홀을 통해 용강으로 침지시켜 발열제를 투입한 후, 상기 침지홀의 상태를 촬영한 사진이다. 도 6은 검출장치가 침지홀을 통과하도록 삽입되어 용강으로 침지된 상태를 도시한 도면이다.
이하, 도 1 내지 도 3과, 도 5 및 도 6을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 탕면 가열장치의 동작 및 용강 처리 방법에 대해 설명한다. 이때, 제조하고자 하는 주편의 강종이 방향성 전기강판인 경우를 예를 들어 설명한다. 즉, 용강은 방향성 전기강판을 제조하기 위해 마련된 용융물일 수 있다.
방향성 전기강판은 실리콘(Si)이 2.5 중량% 이상으로 고함량으로 포함된 강일 수 있다. 보다 구체적으로 방향성 전기강판은 탄소(C)가 0.04 중량% 내지 0.07중량%, 실리콘(Si)이 2.8 중량% 내지 3.6 중량%, 인(P)이 0.02 중량% 내지 0.075 중량%, 망간(Mn)이 0.2 중량% 이하, 알루미늄(Al)이 0.02 중량% 내지 0.04 중량%, 질소(N)가 0.0003 중량% 내지 0.0075 중량%, 티타늄(Ti)이 0.0005 중량% 이하이며, 잔류 철(Fe) 및 기타 불가피하게 첨가되는 불순물을 포함할 수 있다.
먼저, 전로 정련, 버블링이 종료된 용강을 탈가스 장치(100)의 용기(110)로 장입시킨다. 이때, 버블링이 종료되어 탈가스 장치(100)로 도착한 용강의 온도 즉, 탈가스 도착 온도는 예컨대 1565℃일 수 있다. 용기(110)로 용강이 장입되면, 진공조(120)에 연결된 배기부를 동작시켜 진공조(120) 내부를 진공 압력으로 조절하고, 노즐(150)을 통해 제1환류관(140a)으로 아르곤(Ar) 가스를 취입한다. 이에, 진공조(120) 내부와 용기(110) 내부간의 압력 차이에 의해 상기 용기(110) 내 용강이 진공조(120) 내부로 상승되고, 제1환류관(140a) 내 용강이 상승하여 제2환류관(140b)으로 이동하는 순환이 일어난다.
이후, 진공조(120)에 마련된 투입구(120a)를 통해 합금 및 온도 조절제 중 적어도 하나를 투입한다. 이때, 전로 정련 종료 후 검출된 용강의 성분 함량 및 온도에 따라, 합금 및 온도 조절제 중 적어도 하나를 투입하고, 투입할 원료의 종류 및 투입량을 결정하여 투입한다(1차 투입). 예를 들면, 전로 정련 종료 후 검출된 실리콘(Si)의 함량이 목표함량 미만인 경우, 실리콘(Si)을 포함하는 합금을 진공조(120)로 투입한다. 물론, 투입되는 합금은 상술한 예에 한정되지 않고, 전로 정련 종료 후 검출된 성분 함량에 따라, 다른 성분을 포함하는 합금을 함께 투입할 수 있다. 예컨대, 알루미늄(Al) 및 망간(Mn) 중 적어도 하나를 포함하는 합금을 투입할 수 있다.
제조하고자 하는 강종이 방향성 전기강판인 경우, 탈가스 장치(100)의 용강으로 투입되는 온도 조절제는 주로 냉각제일 수 있다. 이는, 방향성 전기강판의 제조하기 위한 용강을 마련하는데 있어서, 전로 정련시에 목표온도 범위의 최상한치 또는 상기 최상한치에 비해 소정의 크기로 높은 온도로 조정되기 때문이다.
또한, 방향성 전기강판을 제조하기 위한 용강을 마련하는데 있어서, 랜스(130)를 통해 산소를 취입하는 과정이 생략될 수 있다. 하지만, 제조하고자 하는 주편의 강종에 따라 성분 조정 과정에서 랜스(130)를 통해 산소를 취입할 수도 있다.
1차 투입이 종료되면, 검출장치를 이용하여 용강의 성분 함량 및 온도 중 적어도 하나를 검출한다(1차 검출). 이를 위해 먼저 파쇄기를 이용하여 탕면 상에 형성된 응고층을 파쇄하여 도 3의 (a)와 같이 침지홀(H)을 마련한다. 이때, 용기(110) 내부에서 환류관(140b) 외측의 탕면 상에 형성된 응고층(SL)을 파쇄하여 침지홀(H)을 마련하는 것이 바람직하다.
이후, 도 1과 같이 실시예에 따른 탕면 가열장치(2000)를 탈가스 장치(100)의 외부에 마련된 구동장치(300)의 홀더(320)와 체결시킨다. 즉, 도 2와 같이 탕면 가열장치(2000)의 제2바디(2120) 내부로 홀더(320)를 삽입시켜, 상기 홀더(320)에 마련된 체결홀로 체결부(2200)의 체결부재(2220)을 삽입시킨다. 이에 탕면 가열장치(2000)가 홀더(320)에 체결된다.
다음으로, 구동부(310)를 동작시켜 홀더(320) 및 탕면 가열장치(2000)를 하강시킨다. 이때, 도 3의 (b)와 같이 탕면 가열장치(2000)가 침지홀(H)을 관통하여 그 하부가 용강의 탕면 하측으로 침지되도록 한다.
이렇게 탕면 가열장치(2000)의 하부가 용강으로 침지되면, 용강(M)에 의해 본체(2100)의 일부가 파손된다. 즉, 적어도 용강으로 침지된 제1바디(2110) 및 커버(2130)가 그 외측의 용강에 의한 철정압에 의해 폭발하거나, 용강의 열에 의해 연소되어 파손된다.
이렇게 본체(2100)가 파손되면 도 3의 (c) 및 (d)와 같이 그 내부에 충진되어 있던 발열제(2300)가 용강으로 투입된다. 즉, 본체(2100)가 파손되면 내부에 충진되어 있던 발열제(2300)가 용강에 노출되어 상기 용강과 발열 반응하고, 또한 용융될 수 있다. 본체(2100) 내부에 충진되어 있던 발열제(2300)가 모두 용강(M)으로 투입되면, 제2바디(2120)로부터 홀더(320)를 반출시켜, 홀더(320)와 탕면 가열장치(2000)를 분리한다.
상술한 바와 같이 본체(2100)가 파손되어 발열제(2300)가 용강으로 투입되면, 용강(M)과 발열제(2300) 간의 발열 반응이 일어난다. 이에, 적어도 발열제(2300)가 투입된 위치 즉, 침지홀(H)에 의해 노출된 용강(M) 탕면이 발열제(2300)와 용강(M) 간의 발열 반응에 의해 가열 또는 보온된다. 이에, 적어도 침지홀(H)을 통해 노출되어 있는 탕면의 응고를 방지 또는 최소화할 수 있다. 따라서, 침지홀(H)을 형성한 후 소정 시간이 경과하더라도 침지홀(H)이 응고층(SL)에 의해 다시 막히지 않고, 검출장치(400)가 투입될 수 있도록 도 5와 같이 오픈된 상태로 유지될 수 있다.
이렇게 침지홀(H)을 통해 용강(M) 탕면으로 발열제(2300)가 투입되면, 도 6과 같이 상기 침지홀(H)을 통해 검출장치(400)를 용강으로 침지시킨다. 이를 위해 구동장치(300)의 홀더(320)에 검출장치(400)를 체결한다. 다음으로, 구동부(310)를 동작시켜 홀더(320) 및 검출장치(400)를 하강시킨다. 이때, 검출장치(400)가 침지홀(H)을 관통하여 도 6과 같이 그 하부가 용강(M)의 탕면 하측으로 침지되도록 한다.
검출장치(400)의 하부가 용강으로 침지되면, 용강의 온도가 검출 또는 측정되고, 상기 검출장치(400)의 내부로 용강이 흡입되어 채취된다.
다음으로, 구동부(310)를 통해 검출장치(400)를 상승시켜 용강(M)으로부터 반출시킨다. 이때, 검출장치(400) 내부의 용강은 자연 냉각되어 소정의 굳기를 가지도록 응고된다. 이후, 검출장치(400)를 파쇄 또는 해체시켜 내부에서 응고된 용강 즉, 시료를 외부로 반출시키고, 분리된 시료에 냉각수를 분사하여 시료를 완전 응고시킨다. 완전 응고된 시료는 성분 분석을 위해 이동한다.
시료에 대한 성분 함량 검출 결과가 나오면, 검출된 성분 함량 및 검출된 용강의 온도에 따라 진공조(120)로 합금 및 온도 조절제 중 적어도 하나를 투입한다(2차 투입).
그리고, 용강의 온도 및 성분 함량을 다시 검출한다(2차 검출). 이를 위해, 용강(M)으로 검출장치(400)를 다시 침지시킨다(2차 침지)(도 6 참조). 이때, 도 5과 같이 침지홀(H)이 막히지 않은 상태로 유지되어 있기 때문에 검출장치(400)를 상기 침지홀(H)을 통해 용강으로 침지시킬 수 있다. 이는 용강으로 발열제(2300)가 투입되어, 상기 발열제(2300)에 의해 용강 탕면의 온도가 하락하는 것을 방지 또는 최소화 했기 때문이다. 이에, 침지홀(H)을 마련한 후 소정 시간이 흐르더라도, 상기 침지홀(H)이 막히지 않은 상태로 유지될 수 있다.
검출장치(400)가 침지홀(H)을 통해 용강으로 침지되면, 상술한 방법과 동일한 방법으로 용강의 온도를 검출하고, 용강을 채취하여 성분 함량을 검출한다. 그리고, 온도 및 성분 함량 검출 결과가 목표치를 만족하는 경우, 탈가스 장치(100)에서의 용강 처리를 종료한다.
이후 탈가스 장치(100)의 용강(M)을 주조설비의 턴디시로 공급하고, 턴디시 내 용강을 주형으로 주입하여 주편을 제조한다. 이때, 주조설비로부터 제조되는 주편의 강종은 방향성 전기강판일 수 있다.
상기에서는 검출장치(400)를 용강으로 1차 침지시키기 전에, 용강 탕면에 응고층(SL)이 형성되어, 상기 응고층(SL)을 파쇄하여 침지홀(H)을 마련하고, 상기 침지홀(H)을 통해 탕면 가열장치(2000)를 삽입하는 것을 설명하였다.
그러나, 이에 한정되지 않고, 용강 탕면에 응고층(SL)이 형성되지 않아, 별도의 침지홀(H)의 마련이 필요하지 않을 수 있다. 하지만, 탈가스 장치(100)에서의 용강 처리 초기에는 탕면 상에 응고층이 형성되지 않을 수 있지만, 시간이 경과할 수록 탕면의 온도가 점차 하락하기 때문에 응고층(SL)이 형성될 수 있다. 즉, 검출장치(400)를 2차 투입하기 전에 응고층(SL)이 두껍거나 강도 높게 형성될 수 있다.
따라서, 검출장치(400)를 1차 투입하기 전에 탕면 가열장치(2000)를 이용하여 용강으로 발열제(2300)를 투입하는 것이 바람직하다.
상기에서는 제조하고자 하는 주편의 강종이 방향성 전기강판인 경우를 예를 들어 설명하였다. 하지만 이에 한정되지 않고 제조하고자 하는 주편의 강종이 고탄소강일 수 있다. 이때, 고탄소강은 탄소(C)의 함량이 0.3 중량% 이상, 보다 구체적으로는 0.3 중량% 내지 0.9 중량%로 고함량으로 포함된 강일 수 있다. 더 구체적인 예로, 고탄소강은 탄소(C)가 0.6 중량% 내지 0.85 중량%, 실리콘(Si)이 0.01 중량% 내지 0.5 중량%, 망간(Mn)이 0.3 중량% 내지 2.0% 중량%, 알루미늄(Al)이 0.1 중량% 이하(0은 제외), 크롬(Cr)이 2.0 중량% 이하(0은 제외), 질소(N)가 0.01 중량% 이하(0은 제외), 나머지는 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하는 강일 수 있다.
물론, 제조하고자 하는 주편의 강종은 상술한 방향성 전기강판 및 고탄소강에 한정되지 않고, 검출장치(400)를 침지시켜 용강의 성분 함량 및 온도 중 적어도 하나를 검출이 필요한 용강이며, 탕면에 응고층(SL)이 형성되기 용이한 용강을 처리하는데 다양하게 적용될 수 있다.
이와 같이, 실시예들에 따른 탕면 가열장치(2000)에 의하면, 용강 탕면의 온도가 하락하는 것을 방지 또는 최소화할 수 있다. 이에, 용강(M) 탕면에 응고층이 형성되는 것을 방지할 수 있고, 따라서 검출장치(400)를 용강으로 용이하게 침지시킬 수 있다. 또한, 검출장치(400)를 시간차를 두고 용강으로 복수회 침지시킬 수 있다.
또한, 검출장치(400)의 투입을 위해 침지홀(H)을 마련한 경우, 탕면 가열장치(2000)를 침지홀(H)을 통해 삽입하여 용강(M)으로 발열제(2300)를 투입할 수 있다. 이에, 침지홀(H)에 의해 노출된 용강(M) 탕면의 응고를 방지 또는 최소화할 수 있다. 따라서, 침지홀(H)이 형성된 후 소정 시간이 경과하더라도, 침지홀(H)에 의해 노출되어 있는 용강이 응고되어 침지홀(H)이 막히는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라, 검출장치를 침지홀을 통해 시간차를 두고 용강으로 복수회 침지시킬 수 있다.
그리고 이렇게 검출장치(400)를 시간차를 두고 용강으로 복수회 침지시킬 수 있음에 따라, 성분 함량 및 온도가 목표치를 만족하는 용강을 마련하는 것이 용이하고, 제품 불량 발생을 방지할 수 있다.
또한, 기존에 사용하고 있는 검출장치(400)를 이동시키는 구동장치(300)와 체결 가능하도록 또는 구동장치(300)에 의해 이동 가능하도록 탕면 가열장치(2000)를 마련한다. 이에 탕면 가열장치(2000)를 이동시키기 위한 별도의 장치를 마련할 필요가 없고, 이에 따른 비용을 절약할 수 있는 장점이 있다.
그리고, 작업자가 직접 발열제(2300)를 투입하지 않고, 탕면 가열장치(2000)를 구동장치(300)에 장착하여 용강으로 투입함에 따라, 안전 사고 발생을 방지할 수 있다.
100: 탈가스 장치
300: 구동장치
320: 홀더 400: 검출장치
2000: 탕면 가열장치 2100: 본체
2110: 제1바디 2120: 제2바디
2130: 커버 2200: 체결부
2300: 발열제
320: 홀더 400: 검출장치
2000: 탕면 가열장치 2100: 본체
2110: 제1바디 2120: 제2바디
2130: 커버 2200: 체결부
2300: 발열제
Claims (21)
- 일 방향으로 연장된 관 형상이며, 용기 내부의 용강으로 침지되도록 승하강할 수 있고, 상기 용강으로부터 가해지는 철정압 및 상기 용강의 열 중 적어도 하나에 의해 파손될 수 있는 재료로 마련된 본체; 및
상기 본체 내부에 충진되며, 상기 용강과 발열 반응할 수 있는 발열제;를 포함하는 탕면 가열장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 용기의 외부에 위치되어 승하강 가능한 홀더와 체결 및 분리될 수 있고, 상기 본체의 내부에 설치된 체결부를 포함하는 탕면 가열장치. - 청구항 2에 있어서,
상기 본체는,
내부공간을 가지는 제1바디;
일부가 상기 제1바디의 상측으로 돌출되도록 상기 제1바디에 삽입 설치된 제2바디; 및
내부공간을 가지며, 상기 제1바디의 개구를 폐쇄하도록 상기 제1바디에 연결된 커버;를 포함하고,
상기 제1바디 및 상기 커버 중 적어도 하나가 용강으로부터 가해지는 철정압 및 상기 용강의 열 중 적어도 하나에 의해 파손될 수 있는 재료로 마련된 탕면 가열장치. - 청구항 3에 있어서,
상기 체결부는 상기 제2바디의 폭 방향으로 연장 형성되어, 상기 제2바디 일단의 개구를 폐쇄하도록 상기 제2바디에 연결된 탕면 가열장치. - 청구항 3에 있어서,
상기 제2바디는 그 일단이 상기 체결부의 하측에 위치하도록 연장 형성되고,
상기 체결부는 상기 제2바디의 일단 상측에 위치하도록 상기 제2바디의 내부에 삽입되게 설치된 탕면 가열장치. - 청구항 4 또는 청구항 5에 있어서,
상기 체결부는 접합제를 통해 상기 제2바디에 결합된 탕면 가열장치. - 청구항 4 또는 청구항 5에 있어서,
상기 제2바디에는 내벽에 함몰된 삽입홈이 마련되고, 상기 삽입홈으로 상기 체결부의 폭 방향 가장자리가 삽입되게 설치된 탕면 가열장치. - 청구항 4에 있어서,
상기 발열제는 상기 제1바디의 내부에서 상기 제2바디 및 체결부의 외측 공간과 상기 커버의 내부에 충진된 탕면 가열장치. - 청구항 5에 있어서,
상기 발열제는 상기 제2바디의 내부에서 상기 체결부의 하측 공간, 상기 제1바디 내부에서 상기 제2바디 및 체결부의 외측 공간 및 상기 커버의 내부에 충진된 탕면 가열장치. - 청구항 3 내지 청구항 5, 청구항 8 및 청구항 9 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1바디의 내부로 삽입된 상기 제2바디는 그 외주면이 상기 제1바디의 내주면과 이격되게 설치되며,
상기 제1바디의 내주면과 상기 제2바디의 외주면 사이에 상기 발열제가 충진된 탕면 가열장치. - 청구항 3 내지 청구항 5, 청구항 8 및 청구항 9 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1바디 및 커버 중 적어도 하나는 종이를 포함하는 재료로 마련된 탕면 가열장치. - 탕면 가열장치를 용기 내 용강으로 침지시키는 과정;
상기 용강으로 침지된 상기 탕면 가열장치의 적어도 일부를 파손시키는 과정;
상기 탕면 가열장치의 내부에 충진된 발열제를 용강으로 투입하는 과정;
투입된 상기 발열제와 상기 용강을 발열 반응시키는 과정; 을 포함하는 용강 처리 방법. - 청구항 12에 있어서,
상기 탕면 가열장치를 용기 내 용강으로 침지시키는 과정은,
상기 용기의 외부에 위치되어 승하강 동작할 수 있는 구동장치에 상기 탕면 가열장치를 체결하는 과정;
상기 구동장치를 동작시켜 상기 탕면 가열장치를 용기쪽으로 하강시키는 과정;을 포함하는 용강 처리 방법. - 청구항 12에 있어서,
상기 탕면 가열장치의 적어도 일부를 파손시키는 과정은,
상기 용강으로 침지된 상기 탕면 가열장치를 용강으로부터 가해지는 철정압에 의한 폭발 및 상기 용강의 열에 의한 연소 중 적어도 하나를 이용하여 파손시키는 과정을 포함하는 용강 처리 방법. - 청구항 12에 있어서,
상기 발열제를 용강으로 투입하는 과정은,
상기 탕면 가열장치의 파손 부위를 통해 상기 발열제를 배출시키는 과정을 포함하는 용강 처리 방법. - 청구항 12에 있어서,
상기 발열제를 용강으로 투입시킨 후, 검출장치를 상기 용강으로 침지시켜 상기 용강의 채취 및 용강의 온도 검출 중 적어도 하나를 실시하는 용강 처리 방법. - 청구항 16에 있어서,
상기 검출장치를 상기 용강으로 침지시키는 과정은 시간차를 두고 복수회 실시하는 용강 처리 방법. - 청구항 17에 있어서,
상기 검출장치를 상기 용강으로 침지시키는 과정은,
상기 용강으로 검출장치를 침지시키는 1차 침지 과정; 및
상기 용강으로 검출장치를 침지시키는 2차 침지 과정;을 포함하고,
상기 탕면 가열장치를 용기 내 용강으로 침지시키는데 있어서, 상기 1차 침지 과정 전에 침지시키는 용강 처리 방법. - 청구항 18에 있어서,
상기 탕면 가열장치를 상기 용강으로 침지시키기 전에, 상기 용강의 탕면에 형성된 응고층의 일부를 제거하여 침지홀을 마련하는 과정을 포함하고,
상기 탕면 가열장치를 용기 내 용강으로 침지시키는데 있어서, 상기 탕면 가열장치를 상기 침지홀을 통해 삽입시켜 용강으로 침지시키는 과정을 포함하는 용강 처리 방법. - 청구항 12 내지 청구항 19 중 어느 한 항에 있어서,
상기 용강은, 상기 용기 내 용강을 진공조 내부로 순환시키는 탈가스 장치에서 처리되는 용융물인 용강 처리 방법. - 청구항 12 내지 청구항 19 중 어느 한 항에 있어서,
상기 용강은 방향성 전기강판 및 고탄소강 중 적어도 하나의 주편을 제조하기 위해 마련되는 용융물인 용강 처리 방법.
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| KR1020210032821A KR20220128143A (ko) | 2021-03-12 | 2021-03-12 | 탕면 가열장치 및 용강 처리 방법 |
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| KR1020210032821A KR20220128143A (ko) | 2021-03-12 | 2021-03-12 | 탕면 가열장치 및 용강 처리 방법 |
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|---|
| KR101622282B1 (ko) | 2014-11-20 | 2016-05-18 | 주식회사 포스코 | 탈가스 장치 및 탈가스 방법 |
-
2021
- 2021-03-12 KR KR1020210032821A patent/KR20220128143A/ko active Search and Examination
Patent Citations (1)
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