KR800001158B1 - 턴디쉬(tundish) - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

턴 디 쉬(tundish)

제1도는 본 발명에 의한 턴디쉬의 한가지 형태를 나타낸 단면도.

제2도는 제1도의 턴디쉬를 확대하고 부분적으로는 절단하여 그린 위에서 본 사시도.

제3도 및 제4도는 레이들(ladle)로 부터 제1도의 턴디쉬 속으로 용강(溶鋼)을 부어넣는 연속적인 단계들을 도시한 도면.

제5도는 본 발명에 의한 턴디쉬의 또 다른 한가지의 형태를 나타낸 단면도.

제6도 및 제7도는 노즐(nozzle) 부분을 상세하게 보여 주기 위하여 제5도의 턴디쉬를 확대하여 부분적으로 나타낸 단면도이다.

본 발명은 금속류나 주조에 사용되는 턴디쉬에 관련되는 것이며 특히 용강(溶鋼)의 연속주조에 사용되는 턴디쉬에 관한 것이다. 턴디쉬는 레이들과 연속 주조용 주형의 중간에 위치되는 용기로서 연속적으로 주형에 용강을 공급하는 역할을 한다. 이와 같은 턴디쉬는 전형적으로 저부(底部)와 측벽돌을 갖는 용기이며 소위 노즐웰(nozzle well : 턴디쉬내부에서 노즐이 위치하는 구획부)(이하 노즐웰이라함) 내의 저부에는 용강의 배출을 위한 주입용 노즐들을 갖고 있다. 용기의 내부는 내화벽돌 또는 단일체의 내화성 재료로 연구적으로 내장(內張)되며 레이들부터 용강의 유출이 이루어지는 저부의 낙하부위에도 역시 보호내장(保護內張)을 할 수가 있다. 본 발명에 의하면 하나의 저부와 여기에 직립하여 있는 측벽돌 및 저부에 위치하는 적어도 하나 이상의 배출구노즐(outlet nozzle : 배출구에 형성시킨 노즐)을 갖는 용기로 된 턴디쉬가 제공되는데, 이 용기는 영구변형되지 않는 내화성 내장 재료를 내장되는 한편, 용기의 저부에 직립하고 또한 저부의 낙하부위와 노즐 사이에 위치하는 내화성의 단열재료로 된 적어도 하나 이상의 소모성장볍(消耗性障壁)을 가지면, 이 장벽은 최초에 턴디쉬속으로 주입되는 용감이 낙하부위로부터 노즐로 흘러가는 것을 제한하거나 또는 방지하도록 적용된 것이다.

여기에서 “소모성장벽”이라고 함은 사용중에 적어도 부분적으로 소모가 되고 또한, 턴디쉬에서 용강이 비워질 때마다 대체 되어야만 하는 장벽을 의미하는 것이다. 이 소모성장벽은 열전도성이 낮고 또한 열용량이 적은 단열성 내화제로 만들어진다.

본 발명을 한가지 관점에서 본다면, 본 발명의 소모성 장벽은 레이들로부터 나오는 용강이 턴디쉬 속으로 들어갈때 용강이 난류(亂流)를 최소한으로 줄이고 용강스컬(skull)의 형성을 감소시키므로서 턴디쉬의 작업수행을 향상시킬 수 있다. 본 발명의 이러한 관점에 따라서 턴디쉬는 내화성의 단열재료로 된 비임(beam) 형태의 소모성장벽을 적어도 하나 이상 가지는데 이들은 용강낙하 부위에 인접한 용기의 서로 마주보는 내측벽돌 사이를 가로 지르고 있다.

가급적 상기 비임들의 두쌍이 용기의 마주 보는 측벽들로 가로질러서 이어주며, 그중 한쌍은 용기의 저부에 있는 낙하부위의 측면에 위치하고, 다른 한쌍은 각 측벽의 상단에 인접하여 저부에 위치한 상기비임의 직상부에 위치한다. 사용중에 있는 아래측에 위치한 비임들은 턴디쉬속으로 들어오는 용강을 가두어두는 둑의 역할을 하여 용강의 낙하지점에 용강저장소 또는 용강푸울(pool)을 마련하므로써 용강낙하부위의 마모를 감소시킨다. 또한 상단에 위치하는 비임들도 사용중에 둑의 역할을 하는데 이때 이 비임들의 하단부는 턴디쉬내의 필요한 용강의 수준 높이에 위치한다. 연속주조중에는 턴디쉬내에 있는 용강 위에 보온성 분말을 덮어두는 것이 보통인데 상단에 위치한 비임들도 레이들로부터 내려오는 용강의 흐름에 분말이 들어가는 것을 방지할 수 있다. 이러한 방식으로 용강의 난류, 낙하부위의 마모와 스컬의 형성은 감소시킬 수 있다.

본 발명을 또 다른 한가지 관점에서 볼 때 적어도 하나 이상의 소모성장벽은 전체 또는 각개의 배출구 노즐 가까이에 위치시킨 노즐웰 영역의 마모를 감소시키고 또한 노즐을 교체하거나 보수하는 것을 간단히 하였다.

이러한 관점에서 소모성 장벽은 단순한 벽으로 될 수도 있겠으나 전체노즐 또는 각개의 노즐이 장벽에 의해 둘러쌓여지도록 배치시키는 것이 바람직하다. 따라서 이 장벽은 하나의 구획부를 이루는 네개의 벽돌로서 구성될 수도 있다. 본 장벽의 바람직한 형태는 원통형 슬리이브이다.

용강의 용도보다 상대적으로 낮게 마련인 턴디쉬에 용강이 주입될 때는 턴디쉬속에 맨 처음으로 주입된 용강이 냉각되어서 턴디쉬의 저부상에 얇은 스컬을 형성하려는 경향이 있다. 본 발명에 의한 턴디쉬에는 조즐의 둘레에 위에 기술한 바의 장벽이 있음으로해서 얇은 스컬의 노즐웰에는 형성되지 않게 할 수가 있고, 또한 계속 이어지는 용강의 흐름은 이 얇은 스컬과 장벽을 넘어서 노즐속으로 흘러갈 수가 있는 것이다. 또한 용강이 레이들로부터 주입되는 힘으로 인해서 턴디쉬가 용강으로 채워진 후에 잔류하고 있던 용강 이외의 물질들이 노즐 속으로 들어가는 것을 방지할 수 있게 된다.

이 장벽의 두께는 가급적 25-35mm 정도가 좋으며 또한 턴디쉬의 저부에서부터 20-50mm 위에 있는 것이 좋다. 본 턴디쉬는 영국특허출원서 제1364665호에 발표된 종류의 것으로 할 수도 있으며, 이 특허에서는 사용중에 있는 용기가, 용강과 접촉하는 측벽들과 저부를 위한 내측 소모성내장(inner expendable lining)을 갖고 있으며 이 내장은 내화성인 단열재로 된 미리 성형된 슬랩(slab)들로 이루어져 있고 또한 턴디쉬의 낙하부위는 내식성(耐蝕性)이 강한 재료 또는 희생적으로 소모되는 희생물질(犧牲物質)로 추가 내장을 하였다.

본 발명의 효과는 충분히 얻도록 하기 위하여 위에 기술한 두가지 구조를 모두 이용하는 것이 바람직하다. 즉 낙하부위의 가까이에 용기의 서로 마주보는 측벽들 사이를 가로지르는 내화성의 단열재로된 소모성 장벽을 적어도 한개 이상 가지는 동시에 각 노즐의 가까이에 내화성의 단열재로된 소모성장벽을 갖는 턴디쉬를 마련하는 것이다.

일반적으로 본 발명의 턴디쉬에 사용되는 장벽을 제조하는 재료물질은 입자성의 내화성물질이 대부분이고 무기질 섬유 또는 유기질섬유가 소부분을 이루며 또한 유기질 접합제(전형적으로 수지접합제)의 물질로서 이루어진다. 가급적 이런 물질에는 75% 내지 90%(중량 백분율)의 내화성물질, 15% 정도의 섬유질 및 10% 정도의 접합제를 포함하며 가급적 0.8g/cm³내지 1.5g/cm³의 밀도를 갖게 되는 것이 좋으며 열전도계수는 c.g.s. 단위로서 0.0007 미만인 것이 좋다. 내화성물질, 섬유질 및 접합제로서 적당한 물질들은 각기 다음의 것들을 함유하는 것이다.

내화성물질 규토(硅土) 즉 규사(硅砂) 또는 규분(糾紛), 반토(礬土), 고토(苦土 : magnesia), 규산알미늄 또는 규산마그네슘 같은 내화성의 규산염(硅酸鹽), 흑연 또는 분쇄물과 같은 탄소물질등.

섬 유 : 석면, 규산칼슘[예 : 슬랙울(slag wool), 규산알미늄, 섬유소섬유(에 : 종이)]

접 합 제 : 전분, 페놀포름알데히드 수지 및 또는 요소-포름알데히드수지.

전체 또는 각각의 장벽 즉 슬리이브나 비임은 여기 실예를 들자면 다음의 성분, 함량(중량 백분율)으로 이루어진 혼합물로 만들 수 있다.

규 사 40-45 수지접합제 3-9

규 본 40-45 종 이 2-6

슬 랙 울 2-6

슬리이브를 성형하기 위하여 위에 기재된 혼합물들이 물과 혼합하여 반죽되고, 천공(穿孔)된 성형장치에서 수성의 슬러리(slurry)를 뽑아 내어서 한개의 뉴우브를 형성한 다음 종래의 방식대로 긴조시키고 굽는다. 한가지 실예에서 성형된 슬리이브의 밀도는 1g/cc 내지 1.2g/cc이었다.

본 발명에는 본 발명에 의한 턴디쉬가 사용되는 용강(가급적 강철)을 연속적으로 주조하는 주조방법이 포함된다. 본 발명의 구체적 실시형을 첨부된 도면에 관련하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

제1도, 제2도, 제3도와 제4도에서 보면, 도시된 턴디쉬는 저부(1)과 여기 붙어있는 일체식의 직립측면(2)들로서 이루어진 금속용기로 구성된다. 주입노즐(3)들은 저부(1)에 위치하게 된다. 제2도에 도시된 바와 같이, 용기는 내화벽돌로 된 영구적인 내측내장(4)으로 되어 있으며, 내화벽돌은 단열성이 높고 또한 열용량이 낮은 내화성의 열절연재로 된 미리 성형된 슬랩(6)의 소모성내장(5)으로 내장된다.

슬랩(6)들은 리베이트(rebate) 된 가장자리(7)들에 의하여 서로 연결된다. 용강이 턴디쉬속으로 주입되도록한 닥하부위(8)은 저부(1)에 위치되며 금속의 침식 작용에 대한 추가의 보호를 하기 위하여 내화벽돌(9)로써 덮혀진다. 하나의 미리 성형된 슬랩(6a)(단 1개만 도시하였음)는 닥하부위(8) 위의 서로 마주보는 측벽돌 각각에 위치되며 또한 이들 슬랩(6a)들은 슬랩의 아래와 꼭대기 가까이에 각각 쌍으로 위치된 소모될 수 있는 비임들에 의하여 비임의 거리만큼 격리 고정된다. 이 비임들은 소정의 위치에 어떤 간편한 방식으로 안전하게 고정될 수 있으며 이들은 열전도성이 낮고 또한 열 용량이 적은 내화성의 단열재로 성형된다. 낙하부위(8) 근처의 벽돌(9)의 측별들은 단층(段層)의 내화성시멘트(cement)(21)로써 덮혀진다. 사용중에 있는 턴디쉬는 레이들(22)의 바로 아래에 위치하면서 낙하부위(8)을 레이들의 배출구(23) 밑에 위치시킨다. 그 다음 용강(24)는 배출구(23)으로부터 닥하부위(8)에 흘러내리고, 아랫쪽의 비임(20)들은 용강의 흐름이 낙하부위 위만으로 한정되도록하여 용강의 난류를 최소한으로 적게 해주며 벽돌(9)의 위에 용강의 저장소 또는 용강푸울을 형성한다. 아랫쪽의 비임(20)들은 처음에는 둑의 역할을 하는데 충분한 분량의 용강이 주입되게 되면 이들 비임들(제3도에 도시한 바와 같이)을 넘쳐 흐르게 된다. 또한 용강이 더욱 주입되어 높이가 올라가게 됨에 따라 용강은 윗쪽비임(20)들의 아래 가장자리에 도달한다. 이때에 보온성의 분말(25)는 윗쪽비임(20)들과 턴디쉬의 상단 사이에 있는 용강의 표면에 덮혀진다. 다음 비임(20)들은 분말(25)의 층이 테이돌로부터 용강의 흐름에 따라서 이동하는 것을 방지하는 둑의 역할을 하게 된다. 또한 비임(20)들은 층(25)에 의해 덮여지지 않은 부위에 용강스컬의 형성을 제한하는 작용도 한다. 더구나 이 비임(20)들은 부수적으로 슬랩(6a)들을 제자리에 있도록 잡아주는 보조작용도 한다. 이 비임들의 모양과 크기는 원하는대로 마음대로 할 수도 있는 것이며 윗쪽에 위치한 비임들은 턴디쉬벽의 상단위로 연장될 수도 있다.

제5도, 제6도와 제7도에서 보면, 도시된 턴디쉬는 저부(11)과 여기한데 붙여있는 일체식의 측벽(12)들을 갖는 외부의 금속 용기(10)으로 구성하고 있다.

이 금속용기(10)은 먼저 내화벽돌(13)의 영구내장으로 덮여지고 그 위에 단열성의 내화성재료(14)의 슬랩으로 형성된 소모성내장이 위치한다.

저부(11)에는 본 발명에 따라서 소모성 슬리이브나 또는 내화성 단열재료(16)에 의해서 둘러쌓여진 배출구 노즐(15)들이 포함된다. 제6도에 도시된 바와 같이, 슬리이브(16)은 노즐(15)을 위한 배출구의 밑으로부터 내장(14)을 지나서 위에까지 연장하며 노즐(15)은 배출구 내에 위치한다. 슬리이브의 크기는 내장(14)의 위로 약 25mm 내지 35mm 연장하도록 한다.

노즐(15)은 외부 노즐블록(nozzle block) (17)로 구성되며 그 내부에는 노즐의 통로(19)를 만드는 내부 노즐블록(18)이 자리잡는다.

내부 및 외부 노즐블록은 모두 내화성 재료로 형성된다. 제7도에 도시된 바와 같이 슬리이브(16)은 영구적인 고정구(固定具)로서 내화성 내장재료층속에 고정된 외부 노즐블록(17)의 상단 위에 자리잡게 할 수도 있다. 사용중에 용강은 턴디쉬속으로 닥하 부위에 있는 주입패드(pad)위(도시하지 않았음)에 주입되는 것이며 노즐(15)들을 통하여 빠져나간다. 용강의 최초 흐름은 상대적으로 온도가 낮은 턴디쉬 저부상에서 냉각되어 슬리이브(16)의 상단높이 아래에 얇은 스컬을 형성한다. 따라서 연속 주입되는 용강은 이 용강스컬을 넘어 슬리이브(16)의 상단을 지나게 되고 드디어 노즐(15) 속으로 흘러 들어가게 된다. 이 노즐들은 슬리이브(16)에 의하여 노즐로부터 격리되기 때문에 바꾸어 끼우거나 보수하는 것이 비교적 용이하다.

내화성재료의 장벽 즉 슬리이브(16)는 노즐부분 속으로 가외의 열을 도입시킬 수 있는 가열장치 요소를 포함시킬 수도 있다.

Claims (1)

1. 도시하고 본문에 상술한 바와 같이, 저부와 여기에 직립된 측벽 및 이 저부에 최소 한개 이상의 배출구 노즐을 가지고 있는 용기로 된 턴디쉬에 있어서, 이 용기를 영구적인 내화성재료로 내장을 하고, 또한 저부의 용강낙하 부위와 노즐사이에 최소 한개 이상의 내화성 열절연재료로 된 직립소모성 장벽을 형성시켜 낙하부위로부터 각 노즐까지 용강이 흘러감을 제한하거나 방지하도록 형성시켜서 된 턴디쉬.

Images