KR20230066934A - 실링재 회수장치 및 주조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 실링재 회수장치 및 주조방법에 관한 것으로서, 주형의 하부에 실링재를 회수하기 위한 회수장치를 설치하는 과정; 상기 주형 내부에 더미바 헤드를 배치하는 과정; 상기 주형 내부에 실링재를 설치하는 과정; 상기 주형에 용강을 주입하는 과정; 상기 주형의 하부로 상기 더미바 헤드와 주편을 인발하는 과정; 및 상기 주형으로부터 배출되는 실링재를 상기 회수장치를 이용하여 회수하는 과정;을 포함하고, 실링재에 의한 주조 설비의 오염이나 손상을 억제하고, 주편의 표면 결함을 억제할 수 있다.

Description

실링재 회수장치 및 주조방법{Collecting apparatus for sealing material and casting method}

본 발명은 실링재 회수장치 및 주조방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는 실링재에 의한 주조 설비의 오염이나 손상을 억제하고, 주편의 표면 결함을 억제할 수 있는 실링재 회수장치 및 주조방법에 관한 것이다.

일반적으로 연속주조 설비는 제강 공정에서 생산된 용강을 래들에 담아 이송하여 연속주조 공정에서 노즐을 사용하여 턴디시에 공급하고, 이후 주형(mold)으로 주입하여 원하는 크기의 주편으로 연속 생산하는 설비이다. 이때 주형은 내부에 냉각수가 통수되는 구조를 갖도록 형성되어 냉각수에 의해 간접 냉각되는 구조를 갖는다.

주형은 노즐을 통해 주입된 용융상태의 용강을 간접 냉각방식에 의해 냉각 및 응고시켜 주편을 제조하고, 주편을 주형 하부로 연속적으로 인발하게 된다. 이렇게 연속주조 공정을 개시할 때에는 용강을 주형에 주입하기 전에 더미바를 주형 내부에 삽입하고, 주형과 더미바 사이에 형성되는 공간을 실런트를 이용하여 메운 다음, 더미바 상부에 금속 재질의 코일(coil), 칩(chip) 및 망(mesh)과, 페이퍼 와이어 등과 같은 실링재를 투입하는 실링 작업을 실시한다. 실링재는 용강의 온도를 급속하게 낮춰 응고시킴으로써 더미바에 용강이 융착하는 것을 방지하고, 주형의 내벽과 더미바 사이로 용강이 유출되는 것을 방지한다. 실링재는 용강에 의해 일부는 용해되지만, 대부분이 투입 시 형태를 그대로 유지하며 주편과 함께 주형 하부로 이동하게 된다.

그런데 주편이 주형에서 인출되면 주편과 더미바 사이에 충진되어 있던 실링재, 특히 입자 형태로 형성된 칩이 주편의 이동 경로인 주조롤 주변으로 떨어져 누적된다. 이렇게 주조롤 주변에 누적된 칩은 주편에 냉각수를 분사하는 노즐에 유입되어 노즐 막힘 현상을 발생시키고, 주조롤에 부착되어 주편의 표면 결함을 유발하는 원인으로 작용될 수 있다. 또한, 작업자가 주조롤 주변에 누적된 실링재를 제거해야 하기 때문에 작업자의 업무 부담이 늘어나고, 안전사고의 위험에 노출되는 문제점이 있다.

KR 10-1828446 B JP 1995-18752 A

본 발명은 실링재에 의한 주편의 품질 저하를 억제할 수 있는 실링재 회수장치 및 주조방법을 제공한다.

본 발명은 주조 설비의 유지 보수를 용이하게 할 수 있는 실링재 회수장치 및 주조방법을 제공한다.

본 발명의 실시 형태에 따른 실링재 회수장치는, 주형의 내부에 투입되는 실링재를 회수하기 위한 장치로서, 상기 주형과 상기 주형의 하부에 설치되는 주조 롤 사이의 공간을 감싸도록 설치되는 본체; 및 회수되는 실링재를 상기 본체의 외부로 배출시킬 수 있도록, 적어도 일부가 상기 본체의 내면보다 내측에 설치되는 유도 플레이트;를 포함할 수 있다.

상기 본체의 둘레 방향으로 서로 마주보도록 배치되는 상기 본체의 내면 간 이격 거리는 서로 마주보도록 배치되는 상기 주형의 내면 간 이격 거리보다 클 수 있다.

상기 본체는 상기 본체의 내면 간 이격 거리를 조절할 수 있도록 형성될 수 있다.

상기 본체는 자성체 또는 자성체와 비자성체를 포함할 수 있다.

상기 유도 플레이트의 하부는 상기 본체보다 외측으로 연장되도록 형성될 수 있다.

상기 유도 플레이트는 적어도 일부에 상기 본체의 외측으로 하향 경사지는 경사면을 포함할 수 있다.

상기 유도 플레이트는 회수되는 실링재를 수용할 수 있는 회수홈을 포함할 수 있다.

상기 유도 플레이트는 개폐 가능하도록 형성되는 배출구를 포함하고, 상기 배출구는 상기 회수홈에 형성될 수 있다.

상기 본체에 자기장을 인가하기 위한 자기장 발생부; 및 상기 자기장 발생부의 동작을 제어하기 위한 제어기;를 더 포함할 수 있다.

상기 본체의 내면은 비자성체를 포함할 수 있다.

상기 제어기는 주조 속도 및 주조 시간 중 적어도 하나에 따라 상기 자기장 발생부의 공급기의 동작을 제어할 수 있다.

본 발명의 실시 형태에 따른 주조 방법은, 주형의 하부에 실링재를 회수하기 위한 회수장치를 설치하는 과정; 상기 주형 내부에 더미바 헤드를 배치하는 과정; 상기 주형 내부에 실링재를 설치하는 과정; 상기 주형에 용강을 주입하는 과정; 상기 주형의 하부로 상기 더미바 헤드와 주편을 인발하는 과정; 및 상기 주형으로부터 배출되는 실링재를 상기 회수장치를 이용하여 회수하는 과정;을 포함할 수 있다.

상기 회수장치를 설치하는 과정은, 상기 주형으로부터 배출되는 실링재를 이동시키기 위해 상기 주형과 상기 주형 하부에 설치되는 주조 롤 사이의 공간을 감싸는 회수 통로를 형성하는 과정; 및 상기 회수 통로의 하부에 상기 주형으로부터 배출되는 실링재를 회수하기 위한 회수 공간을 형성하는 과정;을 포함할 수 있다.

상기 회수하는 과정은, 상기 주형으로부터 배출되는 실링재를 상기 회수 통로를 따라 이동시키는 과정; 및 이동된 실링재를 상기 회수 공간으로 유입시키는 과정;을 포함할 수 있다.

상기 회수하는 과정은, 상기 회수 통로에 자기장을 인가하는 과정; 상기 주형으로부터 배출되는 실링재를 상기 회수 통로의 내면에 부착시키는 과정; 상기 회수 통로에 인가되는 자기장을 해제시키는 과정; 상기 회수 통로의 내면에 부착된 실링재를 상기 회수 통로의 내면에서 분리시켜 상기 회수 통로를 따라 이동시키는 과정; 및 이동된 실링재를 상기 회수 공간으로 유입시키는 과정;을 포함할 수 있다.

상기 자기장을 해제시키는 과정은, 적어도 상기 더미바 헤드가 상기 공간을 빠져나간 이후에 수행할 수 있다.

본 발명의 실시 형태에 따르면, 주조 중 실링재가 주편의 이동 경로로 유입되는 것을 방지할 수 있다. 즉, 주형에서 배출되는 실링재를 주편의 이동 경로 외측으로 이동시킴으로써 실링재에 의해 주편의 품질이 저하되는 것을 억제 혹은 방지할 수 있다. 또한, 주조 설비, 특히 주조 롤에 부착된 실링재에 의해 주편에 찍힘, 긁힘 등의 결함이 발생되는 것을 억제하여, 후 공정에서 주편의 연마, 절삭 등에 의한 실수율의 저하를 억제할 수 있다. 또한, 주편의 결함을 근본적으로 억제할 수 있기 때문에 일정한 업무 표준에 의해 주편의 품질을 일정하게 관리할 수 있어, 산업체 경쟁력을 크게 향상시킬 수 있다. 게다가 주조 설비에 실링재가 부착되거나 누적되는 것을 방지함으로써 실링재 제거에 따른 작업자의 업무 부담을 경감시켜 주고, 실링재를 제거하는 과정에서 발생할 수 있는 안전사고를 방지할 수 있다.

도 1은 주조설비의 구성을 개략적으로 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 실링재 회수장치를 주조설비에 설치한 상태를 보여주는 사시도.
도 3은 도 2에 도시된 선A-A'의 단면도.
도 4는 본체의 변형 예들을 보여주는 도면.
도 5는 유도 플레이트의 변형 예들을 보여주는 도면.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 주조방법을 순서대로 보여주는 순서도.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 주조방법에서 실링재를 회수하는 과정의 변형 예를 보여주는 순서도.
도 8 내지 도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 주조방법으로 실링재를 회수하는 과정을 보여주는 단면도.

이하, 본 발명의 실시 예에 따른 실링재 회수장치 및 주조 방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 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.

도 1은 주조설비의 구성을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 실링재 회수장치를 주조설비에 설치한 상태를 보여주는 사시도이고, 도 3은 도 2에 도시된 선A-A'의 단면도이고, 도 4는 본체의 변형 예들을 보여주는 도면이고, 도 5는 유도 플레이트의 변형 예들을 보여주는 도면이다.

도 1을 참조하여, 주편 주조 장치로서 일반적인 연속주조설비를 설명한다.

연속주조설비는 제강 공정에서 정련된 용강이 담기는 래들(ladle; 10)과, 래들(10)에 연결되는 롱 노즐(미도시)을 이용하여 래들(10)에 수용되어 있는 용강을 공급받아 이를 일시 저장하는 턴디시(tundish; 20)와, 턴디시(20)에 저장된 용강을 전달받아 일정한 형상으로 응고시키는 주형(mold; 30)과, 턴디시(20)의 용강을 주형(30)으로 공급하는 침지 노즐(22)과, 주형(30)의 하측에 구비되어 주형(30)으로부터 인발된 미응고 주편(S)을 냉각시키면서 일련의 성형 작업을 수행하는 냉각 라인(40)을 포함한다. 냉각 라인(40)은 주형(30)의 하부에 연속적으로 배치되는 복수의 세그먼트(50)를 포함한다. 세그먼트(50)는 복수의 주조 롤(52)을 포함하는 롤러 조립체로 마련되며, 서로 결합되어 주편(S)의 인발 경로, 또는 이동 경로인 스트랜드를 형성한다. 복수의 세그먼트(50) 중 주형(30)의 직하부에 설치되는 세그먼트(50)는 주형(30)의 하단과 소정 거리 이격되어 설치되어, 주형(30)과 주형(30) 직하부에 설치되는 세그먼트(50)의 주조 롤(52) 사이에 공간이 형성된다.

한편, 주편(S)은 자체 자중에 의해 스트랜드를 따라 이동하기 어렵기 때문에 주형(30)에 더미바(60)를 삽입한 다음, 용강을 주입하고 더미바(60)를 이용하여 스트랜드를 따라 주편(S)을 이동시킨다. 더미바(60)는 스트랜드 내 핀치롤(미도시)에 의해 스트랜드를 따라 이동하며 주편(S)과 연결된 상태에서 주편(S)을 인발한다. 더미바(60)는 주형(30)으로 먼저 삽입되는 더미바 테일(dummy bar tail, 미도시), 더미바 바디(dummy bar body, 62), 주편(S)과 연결되는 더미바 헤드(dummy bar head, 61)가 링크식으로 연결되어 있다.

더미바(60)는 주편(S)의 인발을 도와주는 동시에, 주조 초기 주형(30)을 실링하여 용강의 유출을 방지하는 역할을 할 수 있다. 즉, 주형(30)은 서로 마주보도록 배치되는 복수의 금속 플레이트를 포함하고, 주편(S)의 인발을 가능하게 하도록 상부 및 하부가 개방되어 있다. 이에 주조 초기 주형(30)에 용강을 주입하면 용강이 주형(30)의 하부를 통해 유출되기 때문에 더미바 헤드(61)를 주형(30) 내부에 삽입한 후 주형(30)에 용강을 주입한다. 이때, 주형(30)에 용강을 주입하기 전 주형(30)과 더미바 헤드(61) 사이 공간을 진흙 등과 같은 실린트를 이용하여 메우고, 용강과 더미바 헤드(61)의 융착을 방지하기 위하여 주형(30) 내부에 실링재(C)를 삽입할 수 있다. 이러한 실링재(C)는 주조물을 가공하는 과정에서 발생되는 섬유 형태의 그라인딩 칩(C3) 및 입자 형태의 네일 칩(C4)과, 격자 형태의 금속 망(C5), 금속 코일(C2) 및 가연성 재질의 와이어(C1) 등을 포함할 수 있다.

실링재(C)는 주형(30) 내부에서 용강이 더미바 헤드(61)에 직접 접촉하는 것을 방지하고, 용강이 주입되면 그 중 일부는 용강의 열에 의해 용융되면서 용강의 온도를 저하시켜 용강을 신속하게 응고시켜 줄 수 있다. 그런데 용융되지 않은 실링재(C), 특히 네일 칩(C4)은 주편(S)이 인발되는 과정에서 주형(30)에서 배출되어 주조 설비, 예컨대 주조 롤(52) 주변으로 떨어져 누적되는 현상을 발생시킨다. 이렇게 주조 설비에 누적된 네일 칩(C4)은 주조 설비를 오염 및 손상시키거나, 주편(S)의 표면에 스크래치 등의 결함을 유발하는 원인으로 작용한다.

따라서 본 발명의 실시 예에 따른 실링재 회수장치(100)는, 주형(30)과 주조 롤(52) 사이에 형성되는 공간에 설치되어, 주조 중 주형(30)에서 배출되는 실링재(C)를 회수할 수 있다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 실링재 회수장치(100)는, 주형(30)과 주형(30)의 하부에 설치되는 주조 롤(52) 사이의 공간을 감싸도록 설치되는 본체(110)와, 회수되는 실링재(C)를 본체(110)의 외부로 배출시킬 수 있도록, 적어도 일부가 본체(110)의 내면보다 내측에 설치되는 유도 플레이트(120)를 포함할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시 예에 따른 실링재 회수장치(100)는 본체(110)에 자기장을 인가하기 위한 자기장 발생부(140)와, 자기장 발생부(140)의 동작을 제어하기 위한 제어기(150)를 더 포함할 수 있다.

본체(110)는 상부 및 하부가 개방된 사각 틀 형상으로 형성되는 블록으로 마련될 수 있고, 서로 마주보는 내면을 갖도록 형성될 수 있다. 이때, 본체(110)는 내부에 자기장 발생부(140)의 일부를 수용할 수 있도록 중공의 블록으로 마련될 수 있다. 본체(110)는 주형(30)의 하부에 주편(S)이 통과할 수 있는 통로를 형성하도록 설치될 수 있다. 그리고 본체(110)는 주형(30)에서 인발되는 주편(S)과 접촉하지 않도록, 본체(110)의 내면은 주형(30)의 내면보다 외측에 위치될 수 있다. 즉, 본체(110)의 둘레 방향으로 서로 마주보도록 배치되는 본체(110)의 내면 간 이격거리(L1)는 서로 마주보도록 배치되는 주형(30)의 내면 간 이격거리(L0)보다 크게 형성(L0<L1)될 수 있다. 여기에서 서로 마주보도록 배치되는 주형(30)의 내면 간 이격거리(L0)는 주형(30)의 장변을 형성하는 금속 플레이트의 내면 간 이격거리일 수도 있고, 주형(30)의 단변을 형성하는 금속 플레이트의 내면 간 이격거리일 수도 있다. 또한, 본체(110)는 자기장 발생부(140)에 의해 발생되는 자기장이 주형(30)의 폭 방향 및 두께 방향으로 일정하게 작용하도록, 본체(110)의 내면은 주형(30)의 내면 또는 주형(30)에서 인발되는 주편(S)의 표면과 나란하게 배치되는 것이 좋다.

본체(110)는 주형(30)에서 인출되는 주편(S)의 열에 견딜 수 있는 금속 물질로 형성될 수 있다. 또한, 본체(110)는 자성체로 형성되거나 자성체와 비자성체로 형성될 수 있다. 예컨대 본체(110)는 전체가 철 등과 같은 자성체로 형성될 수도 있고, 본체(110)의 내면은 비자성체로 형성되고 나머지는 자성체로 형성될 수도 있다. 또는, 본체(110)는 전체가 구리, 알루미늄 등과 같은 비자성체로 형성될 수 있다. 이때, 본체(110)의 일부 또는 전체를 비자성체로 형성하면, 본체(110)에 자기장을 인가했다가 자기장을 해제 또는 제거했을 때 본체(110)에 자기장이 잔류하는 것을 억제 혹은 방지할 수 있다. 이에 본체(110)에 자기장을 인가하여 본체(110)의 내면에 실링재(C)를 부착시켰다가, 본체(110)에 인가되던 자기장을 해제시키면 적어도 본체(110)의 내면에 자기장이 잔류하지 않기 때문에 본체(110)의 내면에 부착된 실링재(C)를 쉽게 분리시킬 수 있다.

여기에서는 본체(110)가 내면을 가지는 사각 틀 형상의 블록으로 마련되는 것으로 설명하였으나, 주형(30) 하부의 공간을 감쌀 수 있는 다양한 형상으로 형성될 수 있다.

도 4의 (a)를 참조하면, 본체(110)는 서로 이격되어 마주보도록 배치되는 제1블록(111) 및 제2블록(112)과, 제1블록(111)과 제2블록(112)의 양쪽에 각각 배치되는 제3블록(113) 및 제4블록(114)을 포함할 수 있다. 이때, 제1 내지 제4블록(111 내지 114)은 각각 육면체 형상으로 형성될 수 있고, 제1블록(111)과 제2블록(112)은 주형(30)의 장변과 나란하게 배치될 수 있고, 제3블록(113)과 제4블록(114)은 주형(300)의 단변과 나란하게 배치될 수 있다. 제1블록(111) 내지 제4블록(114)은 사각 틀 형태의 본체(110)를 형성하며, 이때 제1블록(111)의 양쪽 측면은 제3블록(113) 및 제4블록(114)과 접촉하도록 배치될 수도 있고, 소정 거리 이격되도록 배치될 수도 있다. 이처럼, 복수개의 블록을 이용하여 본체(110)를 형성하면, 도 2에 도시된 바와 같이 본체(110)를 하나의 구조물로 형성할 때보다 주편(S)의 폭이나 두께에 따라 본체(110)의 내면 간 거리(L1)를 쉽게 조절할 수 있다. 예컨대 주조하고자 하는 주편(S)의 두께가 이전에 주조했던 주편(S)의 두께보다 증가하는 경우, 주편(S)이 본체(110)나 본체(110)에 설치되는 유도 플레이트(120)에 접촉하거나 충돌할 수 있다. 이 경우, 제1블록(111)과 제2블록(112) 중 적어도 하나를 주편(S)의 두께에 따라 본체(110)의 외측 방향 또는 주형(30)의 외측 방향으로 이동시킴으로써 본체(110)의 내면 간 이격 거리를 조절할 수 있다.

도 4의 (b)를 참조하면, 본체(110)는'ㄱ'자 또는 'ㄴ'자 형태로 절곡된 제5블록(115)과 제6블록(116)을 포함할 수 있다. 제5블록(115)은 도 4의 (a)에 도시된 제1블록(111)의 일측면과 제3블록(113)의 일측면을 연결한 형태이고, 제6블록(116)은 제2블록(112)의 일측면과 제4블록(114)의 일측면을 연결한 형태로 마련될 수 있다. 제5블록(115)과 제6블록(116)은 각각의 양측면이 서로 접촉하도록 배치되거나 소정 거리 이격되도록 배치되어, 사각 틀 형상의 본체(110)를 형성할 수 있다. 이처럼, 2개의 블록으로 본체(110)를 형성하면, 주편(S)의 폭이나 두께에 따라 본체(110)의 내면 간 거리(L1)를 쉽게 조절할 수 있는 동시에, 도 4의 (a)처럼 4개의 블록을 이용하여 본체(110)를 형성할 때보다 실링재 회수장치(100)의 구조를 간단하게 할 수 있다. 이 경우, 제5블록(115)과 제6블록(116) 중 적어도 하나를 주형(30)의 폭방향, 두께 방향 또는 대각 방향으로 이동시킴으로써 본체(110)의 내면 간 이격 거리를 조절할 수 있다.

여기에서는 본체(110)가 사각 틀 형상으로 형성되거나, 사각 틀 형상으로 배치되는 것으로 설명하였으나, 주조물의 형상에 따라 링형, 다각형 틀 형상 등으로 다양하게 변경될 수 있다.

본체(110)에는 실링재(C)의 배출 경로를 형성하는 유도 플레이트(120)가 설치될 수 있다. 유도 플레이트(120)는 얇은 판 형상으로 형성되고, 일부가 본체(110)의 내면과 마주보도록 설치될 수 있다. 이때, 유도 플레이트(120)의 폭은 적어도 주형(30)의 두께 또는 폭과 동일하거나 길게 형성될 수 있다. 이는 실링재(C)는 주형(30)의 내부 가장자리를 따라 배출되기 때문에 유도 플레이트(120)를 이용하여 주형(30)에서 배출되는 대부분의 실링재(C)를 주편(S)의 인발 경로의 외측으로 안정적으로 이동시키기 위함이다. 이러한 구성에 의해 유도 플레이트(120)는 본체(110)와의 사이에 주형(30)에서 배출되는 실링재(C)의 회수 통로를 형성할 수 있다.

유도 플레이트(120)는 고온에 견딜 수 있는 금속 물질로 형성될 수 있으며, 볼트 및 너트 등의 고정 부재(130)를 이용하여 본체(110)와 이격되도록 본체(110)에 설치될 수 있다. 또는, 유도 플레이트(120)는 용접 등에 의해 본체(110)에 연결될 수도 있고, 이 경우 브라켓 등으로 유도 플레이트(120)를 본체(110)에 용접하여 유도 플레이트(120)를 본체(110)와 이격시킬 수 있다. 유도 플레이트(120)는 사각 틀 형상으로 형성되는 본체(110)의 4개의 면마다 설치될 수 있다. 또는, 유도 플레이트(120)는 본체(110)와 같이 사각 틀 형상으로 형성되고, 주형(30)에서 인발되는 주편(S)을 감싸도록 본체(110)의 내측에 설치될 수도 있다. 이에 유도 플레이트(120)와 본체(110)는 주형(30)과 주형(30)의 직하부에 설치되는 주조 롤(52) 사이의 공간을 감싸는 회수 통로를 형성할 수 있다.

유도 플레이트(120)는 주형(30)에서 배출되는 실링재(C)를 주편(S)의 인발 경로 또는 본체(110)의 외측으로 이동시켜 회수할 수 있도록, 상단은 본체(110)의 내면보다 내측에 배치되며, 하단은 본체(110)보다 외측으로 연장되도록 배치될 수 있다. 이때, 유도 플레이트(120)의 상단은 주형(30)에서 인발되는 주편(S)과 접촉하지 않도록 주형(30)의 내면보다 외측에 배치되는 것이 바람직하다. 이는 유도 플레이트(120)가 주편(S)과 접촉하면 주편(S) 표면에 스크래치 등과 같은 결함을 발생시키기 때문이다. 그리고 유도 플레이트(120)는 주형(30)에서 배출되는 실링재(C)를 본체(100)의 외부로 배출시키도록, 적어도 본체(110)의 내면보다 외측 또는 본체(110)의 외면보다 외측에 배치되거나, 본체(110)의 내면과 본체(110)의 외면 사이에 배치될 수 있다.

이러한 구성에 의해 유도 플레이트(120)는 주형(30)에서 배출되는 실링재(C)를 본체(110)의 내부에서 본체(110)의 외부로 이동시켜 회수할 수 있다.

한편, 본체(110)의 내면과 마주보는 유도 플레이트(120)의 일면은 실링재(C)를 이동시키기 위한 유도면(121)으로 사용될 수 있다. 이때, 주형(30)에서 배출되는 실링재(C)를 하방으로 안정적으로 안내할 수 있도록 유도 플레이트(120)의 유도면(121)에는 상하방향으로 연장되는 요홈(미도시)을 형성할 수도 있다. 그리고 유도 플레이트(120)에는 배출 통로를 따라 이동한 실링재(C)를 회수하기 위한 회수홈(122)이 형성될 수 있다. 회수홈(122)은 유도 플레이트(120)의 하부를 수평방향으로 절곡시켜 형성될 수도 있고, 유도 플레이트(120)의 하단에 상부가 개방되고 내부에 실링재(C)를 수용할 수 있는 공간을 가지는 별도의 구조물(미도시)을 설치함으로써 형성될 수도 있다. 또한, 회수홈(122)에는 회수된 실링재(C)를 배출시키기 위한 배출구(123)가 형성될 수 있다. 또한, 배출구(123)에는 개폐 가능한 게이트(124)가 형성될 수 있다. 게이트(124)는 주조 중 실링재(C)가 회수홈(122)에 회수될 수 있도록 배출구(123)를 폐쇄하고, 주조 후에는 회수홈(122)에 회수된 실링재(C)를 회수홈(122)에서 배출시킬 수 있도록 배출구(123)를 개방시킬 수 있다.

이외에도 유도 플레이트(120)는 주형(30)에서 배출되는 실링재(C)를 주편(S)의 인발 경로 또는 본체(110)의 외부로 이동시킬 수 있는 다양한 형상 및 구조를 갖도록 형성될 수 있다.

도 5의 (a)를 참조하면, 유도 플레이트(120)는 적어도 본체(110)의 내측에서 본체(110)의 내면 또는 주편(S)의 표면과 나란하게 배치되도록 형성될 수 있다. 도 5의 (b)를 참조하면, 유도 플레이트(120)는 본체(110)의 내측에서 일부는 본체(110)의 내면 또는 주편(S)의 표면과 나란하게 배치되고, 나머지는 본체(110)의 외측을 향해 하향 경사지는 경사면을 형성하도록 형성될 수도 있다. 또는, 도 5의 (c)를 참조하면, 유도 플레이트(120)는 회수홈(122)이 형성되는 영역을 제외한 영역이 본체(110)의 외측을 향해 하향 경사지는 경사면을 형성하도록 형성될 수도 있다. 이때, 유도 플레이트(120)에 경사면이 형성되면, 주형(30)에서 배출되는 실링재(C)가 경사면을 따라 안정적으로 이동하여 회수홈(122)에 회수될 수 있다. 따라서 실링재(C)가 낙하하여 회수홈(122)에 충돌하여 회수홈(122)의 외부로 유출되는 것을 억제 혹은 방지할 수 있다.

자기장 발생부(140)는 본체(110)에 설치되는 자기장 발생기(141)와, 자기장 발생기(141)에 전력을 공급하기 위한 전력 공급기(143)를 포함할 수 있다. 자기장 발생기(141)는 코어(141a)와, 코어(141a)의 외측을 감싸는 코일(141b)을 포함할 수 있고, 전력 공급기(143)는 코일(141b)에 연결될 수 있다. 이때, 자기장 발생기(141)는 본체(110)의 내부에 설치될 수 있고, 전력 공급기(143)는 본체(110)의 외부에 설치될 수 있다. 자기장 발생기(141)는 주형(30)의 폭 방향 및 두께 방향으로 자기장을 균일하게 발생시킬 수 있도록, 본체(110)와 유사한 면적을 가지는 형태로 마련될 수 있다. 이러한 자기장 발생기(141)는 본체(110)에 자기장을 발생시켜, 주로 자성체로 이루어지는 실링재(C)를 본체(110)에 부착시킬 수 있다.

제어기(150)는 자기장 발생기(141)에 전력을 공급하거나 차단하도록 전력 공급기(143)의 동작을 제어할 수 있다. 이러한 제어기(150)는 미리 설정된 조건에 따라 전력 공급기(143)의 동작을 제어할 수 있으며, 이와 관련해서는 나중에 다시 설명하기로 한다.

이하에서는 본 발명의 실시 예에 따른 주조 방법에 대해서 설명한다.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 주조방법을 순서대로 보여주는 순서도이고, 도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 주조방법에서 실링재를 회수하는 과정의 변형 예를 보여주는 순서도이다. 도 8 내지 도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 주조방법으로 실링재를 회수하는 과정을 보여주는 단면도이다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 주조방법은, 주형(30)의 하부에 실링재(C)를 회수하기 위한 회수장치(100)를 설치하는 과정(S110)과, 주형(30) 내부에 더미바 헤드(61)를 배치하는 과정(S120)과, 주형(30) 내부에 실링재(C)를 설치하는 과정(S130)과, 주형(30)에 용강을 주입하는 과정(S140)과, 주형(30)의 하부로 더미바 헤드(61)와 주편(S)을 인발하는 과정(S150) 및 주형(30)으로부터 배출되는 실링재(C)를 회수장치(100)를 이용하여 회수하는 과정(S160)을 포함할 수 있다.

주편(S)을 주조하기 앞서, 주조 설비에 실링재(C)를 회수하기 위한 회수장치(100)를 설치할 수 있다. 회수장치(100)를 설치하는 과정은 주형(30)과 주형(30)의 직하부에 설치되는 주조 롤(52) 사이의 공간으로 회수장치(100)를 삽입하는 방식으로 수행될 수 있다. 이때, 회수장치(100)는 주형(30)과 주형(30)의 직하부에 설치되는 주조 롤(52) 사이의 공간을 감싸는 회수 통로와, 회수 통로의 하부에 실링재(C)를 회수하기 위한 회수 공간을 형성할 수 있다. 회수 통로는 본체(110)와 유도 플레이트(120)에 의해 형성되며, 주형(30)에서 배출되는 실링재(C)의 이동 경로로 사용되며, 회수 공간은 회수 통로를 따라 이동한 실링재(C)를 수용하는 공간을 형성한다.

이후, 더미바 카(미도시)에 장착되어 있는 더미바(60)를 주형(30) 내부에 삽입한다. 이때, 더미바 테일 및 더미바 바디(62)는 주형(30)의 상부로 삽입되어 스트랜드 내부에 배치되고, 더미바 헤드(61)는 주형(30) 내부에 배치될 수 있다.

주형(30) 내부에 더미바 헤드(61)가 배치되면, 진흙 등과 같은 실런트를 이용하여 주형(30)의 내벽과 더미바 헤드(61) 사이에 형성되는 공간을 메운다.

다음, 주형(30) 내부에 배치된 더미바 헤드(61) 상부에 실링재(C)를 설치한다. 먼저, 연소성 재질로 형성된 와이어(C1)를 주형(30) 내부의 가장자리를 따라 배치시키고, 더미바 헤드(61)에 형성된 홈에 코일(141b)을 배치시킨다. 그리고 더미바 헤드(61) 상부에 그라인딩 칩(C3)을 배치시키고, 그라인딩 칩(C3) 상부에 네일 칩(C4)을 배치시킨다. 이때, 네일 칩(C4)은 그라인딩 칩(C3) 사이를 메우고, 그라인딩 칩(C3)을 눌러주는 역할을 한다. 이후, 네일 칩(C4) 상부에 금속 망(C5)을 배치시키고, 그 상부에 금속 코일(141b)을 배치시킨다(도 3 참조).

이와 같이 주형(30) 내부에 실링재(C)가 설치되면, 침지 노즐(22)을 이용하여 주형(30) 내부로 용강을 주입한다. 용강이 주형(30) 내부에 주입되고, 용강의 탕면이 미리 설정된 높이가 되면, 도 8에 도시된 바와 같이 주조 롤(52)을 이용하여 더미바(60)를 이동시켜, 주형(30)에서 더미바 헤드(61)와 주편(S)을 인발한다. 이때, 주형(30)에서 더미바 헤드(61)와 주편(S)이 인출되면, 주형(30) 내부에 설치되어 있는 실링재(C) 중 일부, 예컨대 네일 칩(C4)이 주형(30)의 하부로 배출된다. 주형(30)에서 배출된 네일 칩(C4)은 주형(30) 하부에 설치된 실링재(C)의 회수 통로를 따라 낙하 또는 이동하여 회수홈(122)에 회수된다. 이때, 주형(30)에서 배출되는 실링재(C)는 회수 통로를 형성하는 본체(110)에 충돌하여 본체(110)의 외부로 유출되는 것이 방지된다. 그리고 주형(30)에서 배출되는 실링재(C)는 유도 플레이트(120)에 의해 주편(S)의 인발 경로 쪽으로 이동이 차단되어 주편(S)의 인발 경로로 유입되는 것이 방지된다.

이와 같이 실링재(C)를 회수하는 과정에서 주형(30)에서 배출되는 실링재(C)를 본체(110)와 유도 플레이트(120)에 의해 형성되는 회수 통로를 따라 이동시켜 회수할 수도 있으나, 본체(110)에 자기장을 인가하고 실링재(C)를 회수할 수도 있다.

도 7을 참조하면, 실링재(C)를 회수하는 과정(S160)은, 실링재 회수장치(100)에 자기장을 인가하는 과정(S161)과, 실링재 회수장치(100)에 인가되는 자기장을 해제하는 과정(S163)을 더 포함할 수 있다.

실링재(C)를 회수하는 과정에서 실링재(C)가 이동하는 회수 통로에 자기장을 인가할 수 있다. 이때, 자기장은 주형(30)에서 더미바 헤드(61)와 주편(S)을 인발하기 이전이나, 주형(30)에서 더미바 헤드(61)와 주편(S)을 인발함과 동시에, 또는 자기장은 더미바 헤드(61)와 주편(S)의 연결부위가 주형(30)에서 인출되기 이전에 자기장 발생기(141)에 전력을 공급함으로써 본체(110)에 인가될 수 있다. 이처럼, 본체(110)에 자기장을 인가한 상태로 실링재(C)를 회수하면, 주형(30)에서 배출되는 실링재(C)의 일부는 배출 경로로 낙하하고, 일부는 본체(110)의 내면, 즉 회수 통로의 내면에 부착될 수 있다. 또한, 자기장에 의해 실링재(C)에 인력이 작용하여 실링재(C)가 본체(110)쪽으로 당겨지면서 이동하기 때문에 실링재(C)가 더미바 헤드(61)와 주편(S)의 인발 경로로 유입되는 것을 억제 혹은 방지할 수 있다. 게다가 실링재(C)는 주형(30)의 직하부에서 자기장에 의해 대부분 회수되기 때문에 주편(S)의 이동 경로가 수직부에서 수평부로 전환되는 구간에서 실링재()가 낙하하여 주편(S)의 인발 경로에 유입되는 것을 근본적으로 방지할 수 있다.

실링재(C)는 더미바 헤드(61)의 주편(S)의 연결 부위에 배치되기 때문에, 더미바 헤드(61)와 주편(S)의 연결부위가 주형(30)에서 인출된 이후에는 주형(30)에서 실링재(C)가 거의 배출되지 않는다. 따라서 실링재(C)가 주형(30)에서 배출되는 동안 본체(110)에 자기장을 인가하는 것이 좋다. 이에 자기장 발생부(140)의 동작을 제어하여, 본체(110)에 인가되는 자기장을 해제 또는 제거할 수 있다(S163). 자기장 발생부(140)의 동작은 미리 설정된 시간에 따라 제어할 수 있으며, 미리 설정된 시간, 예컨대 설정 시간은 주편의 주조 속도에 따라 정해질 수 있다. 설정 시간은 더미바 헤드(61) 또는 더미바 헤드(61)와 주편(S)의 연결 부위가 주형(30)과 주형(30) 직하부에 설치되는 주조 롤(52) 사이를 지나가는데 걸리는 소요 시간을 이용하여 정해질 수 있다. 주형(30)과 주형(30) 직하부에 설치되는 주조 롤(52) 간 이격 거리와, 주조 속도는 정해져 있고, 주형(30) 내에서 더미바 헤드(61)의 배치 위치를 알고 있으므로, 더미바 헤드(61)의 배치 위치, 이격 거리 및 주조 속도를 이용하여 소요 시간을 계산할 수 있다. 예컨대 소요 시간은 3 내지 15초, 또는 5 내지 10초 정도일 수 있고, 설정 시간은 소요 시간 범위 내에서 정해지거나 소요 시간을 초과하는 시간으로 정해질 수 있다. 이때, 설정 시간은 더미바 헤드(61)가 주형(30)과 주형(30) 직하부의 주조 롤(52) 사이의 공간을 통과한 이후가 되도록 하는 것이 좋다.

그리고 더미바 헤드(61)와 주편(S)이 인발되기 시작하고 경과된 시간이 설정 시간과 동일하거나 설정 시간보다 길면(S162), 자기장 발생부(140)의 동작을 제어하여 본체(110)에 인가되는 자기장을 해제 또는 제거(S163)할 수 있다.

본체(110)에 인가되는 자기장이 해제되면, 도 9에 도시된 바와 같이 본체(110)에 부착되어 있던 실링재(C)가 본체(110)에서 분리된 후 회수 통로로 떨어지게 된다. 회수 통로로 떨어진 실링재(C)는 회수홈(122)으로 유입되어 회수된다.

이후, 주편(S)의 주조가 완료되면, 도 10에 도시된 바와 같이 게이트(124)를 이용하여 회수홈(122)에 형성된 배출구(123)를 개방하고, 회수된 실링재(C)를 배출구(123)로 배출시켜 별도의 저장기(170)에 저장할 수 있다. 이렇게 저장기(170)에 저장된 실링재(C)는 다른 공정에서 철원으로 사용되거나 후속 주조 공정에서 실링재(C)로 재활용될 수 있다.

여기에서는 주조 중 본체(110)에 자기장을 인가하고 해제하는 방식으로 실링재(C)를 회수하는 방법에 대해 설명하였으나, 주조 중 본체(110)에 자기장을 지속적으로 인가할 수도 있다.

이상, 본 발명에 대하여 전술한 실시예들 및 첨부된 도면을 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 후술되는 특허청구범위에 의해 한정된다. 따라서 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 후술되는 특허청구범위의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명이 다양하게 변형 및 수정될 수 있음을 알 수 있을 것이다.

30: 주형 60: 더미바
61: 더미바 헤드 100: 실링재 회수장치
110: 본체 120: 유도 플레이트
130: 고정부재 C: 실링재

Claims (16)

1. 주형의 내부에 투입되는 실링재를 회수하기 위한 장치로서,
   상기 주형과 상기 주형의 하부에 설치되는 주조 롤 사이의 공간을 감싸도록 설치되는 본체; 및
   회수되는 실링재를 상기 본체의 외부로 배출시킬 수 있도록, 적어도 일부가 상기 본체의 내면보다 내측에 설치되는 유도 플레이트;를 포함하는 실링재 회수장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 본체의 둘레 방향으로 서로 마주보도록 배치되는 상기 본체의 내면 간 이격 거리는 서로 마주보도록 배치되는 상기 주형의 내면 간 이격 거리보다 큰 실링재 회수장치.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 본체는 상기 본체의 내면 간 이격 거리를 조절할 수 있도록 형성되는 실링재 회수장치.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 본체는 자성체 또는 자성체와 비자성체를 포함하는 회수장치.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 유도 플레이트의 하부는 상기 본체보다 외측으로 연장되도록 형성되는 실링재 회수장치.
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 유도 플레이트는 적어도 일부에 상기 본체의 외측으로 하향 경사지는 경사면을 포함하는 실링재 회수장치.
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 유도 플레이트는 회수되는 실링재를 수용할 수 있는 회수홈을 포함하는 실링재 회수장치.
8. 청구항 7에 있어서,
   상기 유도 플레이트는 개폐 가능하도록 형성되는 배출구를 포함하고,
   상기 배출구는 상기 회수홈에 형성되는 실링재 회수장치.
9. 청구항 1 내지 8 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 본체에 자기장을 인가하기 위한 자기장 발생부; 및
   상기 자기장 발생부의 동작을 제어하기 위한 제어기;를 더 포함하는 실링재 회수장치.
10. 청구항 9에 있어서,
    상기 본체의 내면은 비자성체를 포함하는 실링재 회수장치.
11. 청구항 9에 있어서,
    상기 제어기는 주조 속도 및 주조 시간 중 적어도 하나에 따라 상기 자기장 발생부의 동작을 제어할 수 있는 실링재 회수장치.
12. 주형의 하부에 실링재를 회수하기 위한 회수장치를 설치하는 과정;
    상기 주형 내부에 더미바 헤드를 배치하는 과정;
    상기 주형 내부에 실링재를 설치하는 과정;
    상기 주형에 용강을 주입하는 과정;
    상기 주형의 하부로 상기 더미바 헤드와 주편을 인발하는 과정; 및
    상기 주형으로부터 배출되는 실링재를 상기 회수장치를 이용하여 회수하는 과정;을 포함하는 주조방법.
13. 청구항 12에 있어서,
    상기 회수장치를 설치하는 과정은,
    상기 주형으로부터 배출되는 실링재를 이동시키기 위해 상기 주형과 상기 주형 하부에 설치되는 주조 롤 사이의 공간을 감싸는 회수 통로를 형성하는 과정; 및
    상기 회수 통로의 하부에 상기 주형으로부터 배출되는 실링재를 회수하기 위한 회수 공간을 형성하는 과정;을 포함하는 주조방법.
14. 청구항 13에 있어서,
    상기 회수하는 과정은,
    상기 주형으로부터 배출되는 실링재를 상기 회수 통로를 따라 이동시키는 과정; 및
    이동된 실링재를 상기 회수 공간으로 유입시키는 과정;을 포함하는 주조방법.
15. 청구항 13에 있어서,
    상기 회수하는 과정은
    상기 회수 통로에 자기장을 인가하는 과정;
    상기 주형으로부터 배출되는 실링재를 상기 회수 통로의 내면에 부착시키는 과정;
    상기 회수 통로에 인가되는 자기장을 해제시키는 과정;
    상기 회수 통로의 내면에 부착된 실링재를 상기 회수 통로의 내면에서 분리시켜 상기 회수 통로를 따라 이동시키는 과정; 및
    이동된 실링재를 상기 회수 공간으로 유입시키는 과정;을 포함하는 주조방법.
16. 청구항 15에 있어서,
    상기 자기장을 해제시키는 과정은, 적어도 상기 더미바 헤드가 상기 공간을 빠져나간 이후에 수행하는 주조방법.

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