KR810000594B1 - 용융금속 취급용기의 부품을 예열하는 방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

용융금속 취급용기의 부품을 예열하는 방법

제1도는 턴디쉬 바닥을 통해 본 부분 단면도로써 노즐과 스토퍼봉 조립체를 보여준다.

제2도는 시험 수행도중의 온도 탐침기의 위치를 나타내는 도면이다.

제3도는 내지 제8도는 시험에서 얻어지는 시간/온도 곡선을 보여주는 그래프물이다.

본 발명은 용융금속 취급용기의 부품을 예열하는 것에 관한 것이다.

용융강과 같은 용융금속을 취급하는데 있어서는, 금속을, 소위 소토퍼(stopper)봉에 의해 닫히는 출구구멍이 있는, 레이들(ladle), 턴디쉬(tundish) 또는 그와 유사한 용기에 장입하는 것이 보통이다. 구멍은 보통 용기의 기저에 있으며 소위 노즐로 둘러싸여 있다. 구멍은 노즐내의 스토퍼봉의 한쪽 말단을 사용하며 닫힐 수 있으며 스토퍼봉의 축부(軸部)는 용기에 함유되어 있는 용융 금속을 통해 위로 뻗으며 상기 용융금속 표면으로 부터 접근할 수 있다.

용융금속을 용기에 넣을때 냉각되는 것을 피하고 스토퍼 봉이 적절히 기능을 발휘하도록 하기 위해서는, 노즐과 스토퍼봉(특히 노즐에 들어맞는 말단부)는 버너를 사용하여 예열하는 것이 필요하다. 통상적인 방법에 따른 스토퍼봉을 가열하기 위한 버너의 사용은 결점을 갖는다. 그러한 버너는 보통 압축된 공기와 가스와 같은 연료를 공급하는 파이프라인(pipeline)과 함께 용기 내에 위치하며 용기에 용융금속을 채우기 전에 제거해야 하므로 예열과 용융금속 유입의 지연 및 그에 따른 예열된 부분의 온도의 손실을 초래한다.

장치를 조작하고 용융금속을 넣기전에 그것을 용기로부터 제거하는 것은 일하는 사람에게 불편할 수 있다.

영국 특허 제1364665호에 공지된 방법에 따라 턴디쉬를 내화성 단열재의 내부 라이닝으로 내장하는 경우에는, 가열을 필요로 하는 유일한 부분이 노즐과 스토퍼 봉이므로 용융 금속으로 채우기전에 용기를 가열하는데 적은 열이 필요하다. 그런 경우, 버너로부터의 열은, 가열을 필요로 하지않는 부분에 위치한 라이닝을 그슬릴 수 있다. 더우기 버너는 유지 비용이 많이 들며, 그것이 생산하는 유용한 열 에너지의 낭비가 많으므로 비능률적인 경향이 있다. 따라서 스토퍼봉을 더욱 능률적으로 예열할 수 있다면 특히 턴디쉬를 내화성 단열재의 내부 라이닝으로 내장할 때 유리할 것이다.

본 발명은 스토퍼봉하단 주변에 실질적으로 폐쇄된 공간을 형성하는 차열층을 용기내의 노즐 주변 및 노즐에 인접한 스토퍼봉 하단주변에 위치시키고, 이 차열층내의 공간으로 열을 공급하는 것으로 구성되는, 열에 민감하거나 그슬릴 수 있는 내부 표면을 갖는 용융금속 취급 용기내의 노즐과 스토퍼봉 조립체의 협동부분을 예열하는 방법에 관한 것이다. 열은 노즐을 통해 공급하는 것이 바람직하다.

차열층은, 스토퍼봉의 하단을 둘러싸고 그의 하단으로부터 약간 위로 봉의 벽을 접촉하기 위해, 노즐을 둘러싸는 용기의 바닥으로부터 위로 뻗게 배열되는 것이 바람직하다. 바람직하게는, 열은 노즐을 통해 용기외부로 부터 공급하는데, 이것은 열을, 라이닝자체의 손상을 피하는 동시에 가열을 요하는 내화성 단열재의 라이닝으로 내장한 턴디쉬의 일부에 국한하는 이점을 갖는다.

상기와 같이, 본 발명에는 턴디쉬를 가열하는 것과 관련하여 특별한 가치가 있다. 용기가, 용기내 혹은 주형내에 함유될 용융금속의 수준 아래까지 연장되는 주조관을 가지는 턴디쉬일 때, 열은 그 관을 통해 차열층내의 공간으로 바람직하게 공급된다.

차열층은 원추대 형이 바람직하고 섬유상물질, 특히, 석명, 슬래그울(slag wool ), 암면 (rock wool), 또는 규산 알루미늄 섬유같은 내화성 섬유상물질, 미립 내화성 물질 및 유기결합제의 혼합물로부터 바람직하게 만들어진다. 차열층은 그런 성분을 가진 적당한 형의 가요성 직물을 적절히 배열시켜 만들 수 있다.

또한, 차열층은 일반적으로 원통형일 수도 있다.

차열층 사용에 의하여, 서로 협동하는 스토퍼봉의 외부표면과 노즐 표면에서 얻은 온도가 실질적으로 같을 수 있으며 더우기 온도를 원하는 높은 수준으로 빨리 올릴 수 있다.

스토퍼봉과 노즐을 충분히 높은 온도까지 가열할때, 차열층의 존재로 인해, 온도는 그후로부터 약 10분에 걸쳐 서서히 떨어지는 경향이 있어서 열 공급의 제거와 용융금속을 용기에 주입하는 사이의 용기사용의 지연을 허용하는 것을, 하기 평가에서 보는 바와 같이 알 수 있었다. 어떤 경우에는, 용융금속을 용기에 붓기 바로 전에 토오치( torch)를 이용하여 노즐과 스토퍼봉의 기저의 온도를 높이는게 바람직하다.

가장 바람직한 것은 차열층을 공지된 방법으로 단열 및 /혹은 발열물질로써 형성하는 것이다. 단열층과 발열층이 있는 이중 구조의 차열층도 바람직하다. 비록 실시에 있어 차열층이 원추대인 것이 바람직하지만, 특히 제조하는 것이 더 용이하면 뚜껑있는 원통과 같은 다른형도 사용이 가능하다. 차열층은 사용하기 전에 필요로 하는 형으로 조립할 수 있는 여러 부품으로 구성될 수 있다. 사용하는데 있어서, 배기가스를 배출하기위해 작은구멍 예를 들면 스토퍼봉과 차열층의 상부 사이의 약간의 환상 간곡이 있는 것이 바람직하다. 예열말기에, 차열층은 용융금속을 부어 파괴하기위해 그 자리에 남겨지거나, 스토퍼봉이 노즐로부터 떨어져 움직일 때 봉과 함께 들어올리는 것과 같은 방법으로 다시 사용하기 위해 회수될 수도 있다.

본 발명은 영국특허 제1364665호와 제1469513호에서 공지된 소위 ＂콜드(c old)＂형 턴디쉬의 선택된 부분을 예열하는 것과 관련하여 특별한 가치가 있다. 그러한 턴디쉬 내에는 단열 슬래브(slab)로 형성된 쓰고버릴 수 있는 층이 있는데, 만약 이것들이 용융금속을 턴디쉬 내로 붓기전에 버너에 의해 사고로 가열되면, 예를 들면 그슬리는 것에 의해, 손상될 수 있다. 본 발명은 턴디쉬가 슬라브 주형으로 사용될 때 더욱 가치가 있는데, 이 경우 노즐은, 예를 들면 실리카나 흑연화 알루미나로 형성된 주조관이나 덮개를 갖는다. 그런 관의 하단은 다수의 출구를 갖는데, 매출구는 주형내로의 용융 금속 유입을 배분하기 위해 동일한 연속적인 주형으로 통한다.

턴디쉬 내로부터 열을 공급하는 대신에, 본 발명에 따르면, 관과 노즐의 내부표면과 스토퍼봉의 하단을 가열하기 위해, 버너는 그런 관 혹은 보호관의 출구로 배향된다. 그런 경우에서의 차열층의 존재는 원하는 온도의 성취를 가속시킨다 ; 이것은 실리카의 크리스토 발라이트(cristobalite)로의 변환이 빠를수록 손상을 많이 면할 수 있으므로 실리카로 전체 혹은 부분적으로 구성된 부품이 사용될 때 특히 중요하다.

주조관이나 노즐내로 열을 공급하기 위해 사용되는 버너는 임의의 적당한 형으로 만들 수 있다. 실제적으로는 옥시아세틸렌 버너, 옥시프로관 버너, 혹은 공기/천연가스버너가 사용될 수 있다는 것을 알았다.

버너의 최적형은 특정 환경에 의한다 ; 주조관이 다수의 출구를 갖는 경우는 1개의 버너를 매출구로 향하게 하는 것이 편리하다.

본 발명은 첨부된 도면과 실시예에 의해 설명하면 다음과 같다.

제1도에서, 턴디쉬는 두층의 내화성 벽돌(12)로 내장된 외부 금속 케이싱( casing)(11)과 내화성 단열재(13)의 슬래브로 형성된 쓰고 버릴 수 있는 내부 라이닝으로 구성된다. 내화성 링(ring)(14)는 금속 케이싱에 형성된 구멍위의 금속케이싱 (11)상에 위치하고 내화성 노즐(15)는 내화성 링(14)내에 위치하여 제2도에서와 같이 분기된 출구를 갖는 주조관(19)를 갖는다. 링(14)와 노즐(15)는 내화성 세멘트(16)에 의해 고정되어 있다. 스토퍼봉(17)은 노즐 상부에 약하게 위치한 봉의 하단과 함께, 도시되지 않은 장치에 의해 턴디쉬에 올려놓여져 있다. 봉은 하부가 내부라이닝(113)위에 있고 상부가 봉과 접촉하는 석면포의 차열층(18)에 의해 그의 하단에서 둘러싸여 있다.

차열층(18)은 도시되지 않은 장치에 의해 간편하게 봉에 고정되어 있으며 이 방법으로 차열층은 봉과 턴디쉬 바닥사이에 압축될 수 있다.

턴디쉬가 용융금속을 수용할 때, 노즐(15)와 스토퍼봉(17)의 기저는, 턴디쉬 외부에 위치하고 주조관(19)의 구멍을 통해 노즐(15)와 스토퍼봉(17)의 말단으로 향하는 가스버너에 의해 예열된다.

차열층(18)은 열이 서로 협동하는 노즐/스토퍼봉 부분의 지역에 보유되게 하며 그 결과 스토퍼봉(17)의 하단과 노즐(15)의 내부표면이 빨리 가열되도록 한다. 턴디쉬내에 위치한 버너를 사용할 때에 생기는 복사, 대류 및 전도 열 손실은 매우 감소되며 내화성 단열제(13)의 쓰고 버릴 수 있는 라이닝을 그슬리는 것도 방지된다.

노즐(15)와 스토퍼봉(17)이 충분히 예열됐을때, 버너는 스위치를 끄고 제거한다. 차열층(18)을 턴디쉬내에 남겨놓아 버너를 제거하는 것과 용융금속을 턴디쉬내로 장입시키는 것 사이의 지체시간 동안에 스토퍼봉과 노즐(15)로 부터 열이 손실되는 것이 감소되도록 돕는다. 턴디쉬를 채우는 동안, 차열층(18)은 유융 금속으로부터의 열에 의해 서서히 파괴되며 차열층(18) 물질로부터의 잔사는 용융금속의 표면으로 부유한다. 용융금속은 주조관(19)를 통해 턴디쉬를 떠난다.

일련의 평가를 제1도에서 보는 턴디쉬를 사용하여 행하였다. 백금/로듐(87:13)으로 만든 6개의 온도 탐침기를 판독하는데 사용했다. 제2도에서 보는 바와 같이 탐침기(5)와 (6)은 턴디쉬노즐의 내부표면에 위치하고 탐침기(1)과 (3)은 스토퍼봉의 외부표면에 위치하고 탐침기(2)와 (4)는 스토퍼봉 내에 위치하였다. 제1도에서 보는바와 같은 조립체를 20분간 예열한후 20분간 더 가열하지 않고 방치했다. 온도를 도표 기록기상에 연속적으로 기록했다. 비슷한 예열과 연속적인 냉각단계를 하기에 설정된 다른 장치를 사용하여 수행했다. 제3도-제5도 및 제7도는 본 발명에 따르지 않는 방법을 사용하여 얻었다. 제6도 및 제8도는 본 발명의 방법을 사용하여 얻었다.

제3도의 그래프는 차열층이 존재하지 않는 여러가지 탐침 위치에서 아세틸렌 버너를 사용하여 노즐을 통해 가열하여 얻은 온도를 나타낸다. 가열하는 동안 온도가 위치에 따라 매우 다르며 모든 위치에서 똑같이 비교적 저온이었다는 것을 주목해야 한다. 이런 이유때문에 차열층 없이 노즐을 통해 가열하는 것은 만족스럽지 못하다.

제4도의 그래프는 제1도의 차열층대신 매 말단에서 열리는 슬리브(Sleeve)가 노즐 근처에 위치하는 경우를 나타낸다. 슬리브의 존재는, 노즐벽에 의한 것이 아니고 스토퍼봉에 의해 얻은, 온도를 실질적으로 개선시킨다. 슬리브는 다음 고체 성분(상대적 중량부)으로 구성된 수용성 슬러리의 탈수 및 건조 부분으로 형성되었다.

이런 방법으로 단일 슬리브로 사용하는 것은 특히 이롭지 못하다. 제4도에서 볼 수 있듯이 가열이 균일하지 못하다.

제5도의 그래프는 제4도에서 나타내는 결과를 위한 시험에서와 같은, 그러나 슬리브의 형태에 의해 야기되는 열손실을 보상하기 위해 열을 발생시키는 발열성 연료를 함유하는, 슬리브를 사용하여 얻은 결과를 나타낸다. 슬리브는 다음 고체 성분(상대적 중량부)을 함유하는 수용성 슬러리의 탈수 및 건조 부분에 의해 형성되었다.

스토퍼봉의 온도가 단열 슬리브의 사용과 비교하여 실제로 증가하는 반면 노즐 영역의 그것은 증가하지 않았다는 것이 관찰될 것이다. 이것은 슬리브의 열에 대한 특성을 개선하여도 균일한 가열을 얻지 못한다는 것을 보여준다.

제6도의 그래프는 본 발명의 방법을 사용하여 얻은 결과이다. 차열층(18)은 상기에 명시된 1차 성분으로 형성되었다. 제6도에서 볼 수 있듯이, 모든 탐침은 실질적으로 같은 비율로 실질적으로 같은 온도를 얻었다. 더우기 온도가 버너의 제거로 떨어지는 반면, 온도의 하강율은 보호를 하지 않았거나 혹은 매 말단에서 개방된 슬리브를 사용했던 제3도-제5도의 상응하는 부분과 비교하여 상당히 감소했다.

제7도의 그래프는 U자형 가스버너를 사용했을 때 차열층의 부재하에서 얻어진 결과를 나타낸다. 여기서 노즐의 온도는 올라가는 반면 스토퍼봉의 온도는 같은 정도까지 올라가지 않고 고르게 올라가지 않는 것을 볼 수 있다.

제8도는 상기 명시된 1차 성분의 차열층(18)을 사용했을 때 상응하게 얻은 그래프이다. 노즐과 스토퍼봉 모두가 보다 균일하게 가열되는 경향이 있다는 것이 주목될 것이다.

Claims (1)

1. 용기내의 노즐근처나 노즐에 인접한 스토퍼봉의 하단 근처에 스토퍼봉 하단 주변에서 실질적으로 폐쇄된 공간을 형성하는 차열층을 위치시키고, 열을 차열층내의 폐쇄된 공간으로 공급하는 것을 특징으로 하는, 열에 민감하거나 그슬릴 수 있는 내부 표면을 갖는 용융 금속 취급용기내의 노즐과 스토퍼봉 조립체의 서로 협동하는 부분을 예열하는 방법.

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