KR840002322B1 - 강슬래브상에의 냉각제 분사장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

강슬래브상에의 냉각제 분사장치

제1도는 가이드로울러 사이를 통과하는 주조 슬래브의 일부를 나타내는 평면도이며 제2도의 I-I선 단면도,

제2도는 제1도의 II-II선 단면도,

제3도는 제1도 및 제2도에 비하여 각 부분을 확대하여 대부분 분해된 상태로 냉각 장치를 도시한 확대도(제2도의 일부를 수직단면으로 도시한 정면도),

제4도는 제3도의 화살표(A)방향에서 본 노즐케이스의 측면도,

제5도는 제3도의 V-V선 단면도,

제6도는 제3도에 측면의 절반이 도시된 노즐 케이스 와류판의 평면도.

본 발명은 강슬래브상에의 냉각제 분사장치에 관한 것이다.

이 냉각제 분사장치는 스프레이 노즐을 가지고 있으며 이 노즐에는 추진제(propellant)와 냉각제가 구분 공급되는 혼합실이 연결되고, 혼합실에는 강슬래브 표면에 추진제와 냉각제 혼합물이 넓게 부채형으로 또한 예각으로 서로 반대방향으로 분사되도록 노즐 출구가 형성되고, 이 노즐출구는 공통의 노즐케이스로부터 시작되며, 이 노즐케이스에는 혼합실이 연결되고, 혼합실에는 교환이 가능한 하나의 삽입파이프를 통하여 혼합실 냉각제 접합부가 연결되고 있고 이 삽입파이프는 혼합실내에 돌출되어 설치되는데 특히 연속 주조 주형으로부터 슬래브를 주조할 때 두개의 인접한 가이드 로울러 사이에 있는 중간부에서 노즐은 가이드로울러 축과 평행으로 설치되고, 이 노즐케이스는 가이드로울러축의 평면과 강슬래브표면과의 사이에 배열되어있다.

전술한 주요 특징들을 갖는 이 장치는 과거 독일 특허출원 P 28 16 441.2-24의 대상이다.

전술한 과거출원은 본래 다음과 같은 문제점을 갖고 있다.

1. 강 슬래브 폭을 따라 분사될때 균일한 가속도로 물-공기 또는 증기나 가스의 혼합물이 균일하게 분포되도록 해야한다.

2. 로울러차양(강슬래브표면과 로울러와의 사이에 있는 삼각형의 중간부)안으로 분사해 넣는것이 가능하여야 하며, 이때 동시에 혼합분출물의 방출기능을 통하여 로울러사이의 공간으로부터 고인물과 작은 산화물이 밖으로 배출되어야 한다.

3. 특정한 노즐을 보유하고 있는 상태하에서 분출형상이 방해받지 않으면서 물의 유량을 조절할 수 있어야 한다.

본 발명의 목적은 처음에 언급한 종류의 장치의 작동을 다음과 같이 더욱 개선하는데 있다. 즉,

a) 넓은 부채형의 분사를 통하여 커다란 열교환 평면을 얻을 수 있으며

b) 보다 작은 물방울을 통하여 더욱 강력한 냉각기능을 가질 수 있으며 또한 개개의 물방울이 신속히 기화 가능하게 하고

c) 기화되지 아니한 물방울을 강슬래브의 옆으로 분사되어 나가게 하는 것이다.

뿐만 아니라 이 노즐은 보다 간단한 구조로 되어 있다. 이러한 문제점들은 본발명에 의하여 원주상에서 반대쪽에 있는 프리즘 형태의 가공부가 원통형 공급보어(feed bore)에 형성되어 이 가공부가 노즐 출구로 작용하도록 되어 있는 원통형, 또는 실질적으로 원통형인 노즐 케이스를 사용하여 해결된다.

과거의 특허출원 P 28 16 441.2-24에 있어 서로 거의 반대되게 설치된 노즐출구 개구부의 구성은 본 발명에 나타나 있지 않다. 이렇게 해서 분사된 혼합물이 서로 방해되지 아니하면서 원하는 정도로 분사심도를 넓히는 잇점을 갖게된다.

본발명에 의하면 서로 대향하지 않는 방향으로 분사되도록 노즐구조가 형성되고, 동시에 노즐의 구조가 더 간단해진다.

이 특징은 본 발명의 바람직한 실시예에서 더 강조되어 있는데 노즐 케이스의 원통형 공급보어는 막힌 구멍의 형태로 구형(球形)의 전면 선단부로 구성되고 노즐 출구를 형성하는 측면 가공부는 노즐 케이스의 막힌 구멍 공급보어 구형 선단부에 반경방향으로 가공된다. 더 나아가 본 발명의 다른 특징은 노즐케이스의 공급보어 내부에 하나의 와류판이 노즐출구에 연결되는데에 있다.

와류판은 앞서 형성되어 반경방향으로 보았을때 가장 자리보다 중심부에 물이 많이 있도록 혼합된 물과 공기의 혼합물이 보다 강력하게 혼합되는데 적합하도록 구성되어 있다.

이렇게해서 물방울의 평균지름을 유리하게 감소시킬 수 있다.

본 발명을 도면에 나타난 실시예에 따라 구체적이고 상세하게 설명하면 다음과 같다.

제2도에서(10, 11)은 연속주조 강슬래브의 상호 대향하는 가이드 로울러이다.

가이드로울러(10, 11)사이에서 안내되는 강 슬래브는(12)로 표시된다. 강슬래브(12)의 양쪽으로 비교적 작은 간격(a)을 두고 여러개의 평행한 가이드로울러(10, 11)가 주조방향(13)으로 연이어 배열된다. (제1도 참조). 강 슬래브(12)의 윗쪽에서 매 2개의 가이드로울러(10)사이마다 전체가(14)로 표시된 냉각장치가 작동한다.

특히 제3도에 상세히 도시된 바와같이 냉각장치(14)는 근본적으로 두개의 유니트로 구성되는데 하나는 노즐케이스(15)이고 다른 하나는 혼합실(16)이다. 혼합실(16)에는 측면에 예컨대 공기같은 추진제를 위한 접속부(17)가 연결되어 있다.

예컨대 물같은 냉각제는 접속부(18)를 통하여 혼합실(16)에 공급된다.

더나아가 제3도에 표시된 바와같이 냉각액체 접속부(18)는 본질적으로 삽입파이프(19)로서 구성되어있다 이 삽입파이프는 파이프형태로된 혼합실(16)에 동축으로 삽입되어있다. 삽입파이프(19)의 위쪽 끝에는 고정낫트(20)가 용접되며 내부에는 나사(21)가 나있다. 낫트(20)와 나사(21)는 삽입파이프(19)가 혼합실(16)의 대응되는 나사(22)에 고정되도록 한다. 낫트(20)의 위쪽 끝에는 외부나사(23)가 설치되어 있으며 이것은 예컨대 통상의 커플링 낫트를 써서 냉각액체 도관이 고정되도록 한다. 물과 같은 냉각액체는(23)에서 삽입파이프(19)를 통하여 혼합실(16)속으로 흐르게 된다. 냉각액체의 유량은 사용되는 삽입파이프(19)의 내부직경에 의해서 정확히 결정된다. 직경이 더 크거나 혹은 더 작은 다른 삽입파이프(19)의 교환에 의해서(17)에서 혼합실(16)에 흘러 들어가는 공기 유량 및 노즐케이스(15)의 형상과 독립적으로 냉각수의 유량을 변화시키는 것이 간단한 방법으로 가능하게 된다.

삽입파이프(19)는 간단히 교환 가능하기 때문에 이에 따라 노즐 케이스(15)를 변경시키지 않고도 추진제에 대한 냉각제의 유량비를 간단히 여러가지로 선택할 수 있다. 뿐만 아니라 한편으로는 냉각 액체 공급에 대하여 다른 한편으로는 추진제 공급에 관계되는 압력조건은 전혀 변경할 필요가 없게된다.

혼합실(16)은 비교적 단면적이 크기 때문에 노즐출구로 가는동안 혼합물의 마찰손실은 작게 유지되며 노즐출구에서 분사되는 스프레이의 속도가 증가되어 유리하다.

액체와 추진제 혼합물의 흐름이 노즐케이스(15)의 내부 자체에서만 2개의 흐름으로 분리되는 것은 앞서 언급한 의미에 있어 유리한 것이다.

제3도에는 노즐 케이스(15)에 막힌 구멍의 형태인 원통형 공급보어(24)가 구비된 것이 도시되어 있다. 공급보어(24)는 두번 단이져 있으며 위쪽끝에는 내부나사(25)가 있어 내부나사(25)는 혼합실(16)의 이에 대응하는 외부나사(26)와 같이 작용을 한다. 공급보어(24)에는 하나의 와류판(27)이 끼워지며 이 와류판은 노즐케이스(15)의 공급보어(24)의 칼라(collar, 28)에 의해 축방향으로 지지된다.

와류판(27)은 또한 제6도에 평면도로 도시 되어 있다. 와류판은 그 원형으로 된 둘레면에 매 90°의 각도마다 하나씩 마주보게 배열된 4개의 방사형 가공부(29)를 가지고 있다. 와류판(27)에 의하여 즉 기술한 와류판의 배치 및 구조에 따라 혼합실(16)내의 물과 공기의 혼합물을 보다 강력하게 혼합되도록 할 수 있으며 노즐케이스(15)로부터 분출되는 물방울의 평균지름을 더욱 작게 할 수가 있게 된다. 더우기 제3도 내지 제5도에서 알 수 있는 바와같이 노즐케이스(15)에는 두개의 프리즘형 가공부(30, 31)가 노즐출구로서 직경의 반대방향에 가공되어 있다. 이 가공부(30, 31 노즐출구)는 공급보어(24)의 구형(球形) 끝부분(32)에서 노즐케이스(15)의 막힌 구멍 공급보어(24)와 연결되어 있다. 이렇게해서 형성된 출구(33)의 형태는 특히 제4도에서 더 잘 도시되어 있다. 프리즘형 가공부(30, 31)는 특정 대칭면(예를들면 34)에 관련될때, 강슬래브 표면의 수평면에 대하여 γ=5도(제3도 참조)로 경사지게 된다. 이렇게 형성된 프리즘형 가공부(30, 31), 즉 노즐출구(33)에 의하여 서로 반대방향으로 향하는 두줄기의 넓고 평평한 분사류가 발생한다(제1도 및 제2도).

평면도(제1도)에서 볼때 두줄기의 평평한 분사류는 더 큰 각도(α)로 퍼지며 이에 수직으로는(제2도) 더 작은 각도(β)로 퍼진다. 분사류가 각도(α)로 퍼질 때의 장점은 주조방향(13)에서 볼때 출구로 부터 짧은 거리 떨어져 있는 슬래브 표면의 전폭에 걸쳐 분사되는 것으로 이해하여야 한다. 분사방향(34)에서 보았을때 각도(β)로 분사가 퍼질때의 장점은 슬래브상의 분사면적이 증가한다는 것이다.

경사각(γ)은 5도인것이 바람직한데(상기 설명과 제3도 참조), 경사각이 2도 내지 10도일때 외에는 각도(α)로 퍼지는 평평한 분사류의 면이 슬래브 표면과 평행하게 된다. 이는 과거 출원 P 28 16 441.2-24의 경우보다 노즐케이스(15)로부터 보다 짧은 거리에서 제1도에서 (c)로 표시한 가이드 로울러(10)사이의 슬래브 표면에 대량으로 분사될 수 있다는 것을 의미한다. 이 각도(α,β,γ)로 인하여 슬래브 냉각의 균일성이 실질적으로 개선된다. 위에서 설명한 장점은 각각의 평평한 분사류에 관계된다.

과거 출원 P 28 16441.2-24에 비한 본발명의 평평한 분사류의 특징적 차이점은 과거 출원 P 28 16441.2-24에 있어서 거의 원형인 분사류로 부터 약간 평평해진 타원형 분사류가 얻어지는데 비해 본발명에서는 각각의 평평한 분사류가 넓은 분사각도(α)로, 이에 수직인 방향으로는 보다 작은 분사폭(각도(β))로 형성되는데 있다. 과거 출원 P 28 16441.2-24-24에 비한 다른 특징적 차이점은 노즐케이스(15)가 혼합실(16)의 삽입 파이프(19)의 노즐쪽 끝부분으로 부터 최대 150mm의 거리에 설치되어 있다는 점이다. 이 치수는 제3도에서(b)로 표시되어 있다. 이 값은 제3도에서 분해된 상태로 도시된 각부분이 조립되었을 때의 치수이다.

제1도 및 제2도에는 본발명의 또 다른 특징이 도시되어 있다. 이는 주조방향(13)을 따라 연속적으로 배치된 각 분사 장치(14)가 주조된 슬래브의 중심축(35)으로부터 거리(d)만큼 왼쪽 또는 오른쪽으로 교대로 간격을 두고 배치되는 것이다. 분사장치(14)는 가이드로울러(10)사이에 각각 설치되어 있다. 분사장치가 분리되어 있는 거리(e)에 따라 이 측방향 이동거리(d)가 선정된다.

제2도에서 명백한 바와같이 이 거리(d)는 분사되지 않는 슬래브 표면 폭(f)의 약 1/2이다.

가이드로울러 사이에 있는 분사장치(14)가 중심축(35)으로 부터 같은 거리(d)만큼 떨어져 있기 때문에 한쌍의 가이드 로울러를 고려할 때 슬래브(12)의 전폭을 따라 액체가 균일하게 분포된 상태로 분사될 수 있다.

결론적으로 본 발명은 다음과 같은 장점을 가진다. 바깥쪽으로 분사되는 혼합실(16)의 중심축에서 보았을 때 프림즈형 출구((30, 31) 또는 (33))에 의하여 평평한 분사류가 형성되고 이는 공급보어(24) 및 노즐출구(30, 31, 33)의 형상에 따라 분사각도(α,β)가 변화하게 할 수도 있다. 이렇게 하여 냉각될 슬래브 표면에 보다 균일하게 분사될 수 있다.

혼합실(16) 및 노즐케이스(15)내의 와류판(27)에 의하여 물과 공기가 더 잘 혼합되고 분사류의 방물울 크기를 더 작게 할 수 있다. 물방울의 크기가 작으므로 각 물방울이 빨리 기화하여 슬래브표면을 보다 강력하게 냉각시킬 수 있다. 특히 두줄기의 분사류가 서로 교차하지 않고 바깥쪽으로 분사되는 장점이 있으므로 노즐케이스를 간단한 구조로 할 수 있다.

Claims (1)

1. 스프레이 노즐에 추진제와 냉각제가 구분 공급되는 혼합실이 연결되고 슬래브 표면에 추진제와 냉각제의 혼합물이 넓은 부채형으로, 또 서로 반대방향으로 예각으로 분사되도록 노즐출구가 형성되며, 이 노즐출구는 혼합실에 연결된 공통의 노즐케이스에 형성되고, 냉각제는 혼합실에 삽입된 교환 가능한 삽입파이프를 통하여 공급되며 특정노즐은 주조된 슬래브의 2개의 인접한 가이드로울러 사이에서 가이드로울러의 축과 평행하게 설치되며 노즐케이스는 가이드로울러의 축과 슬래브 표면 사이의 평면에 설치되어 강슬래브, 특히 연속주조주형으로 부터 주조되는 슬래브에 냉각제를 분사시키는 장치에 있어서,

   원통형 공급보어(24)가 있는 원통형 또는 실질적으로 원통형인 노즐케이스(15)에 프리즘형 가공부(30, 31)가 노즐출구(33)로서 직경상 반대편에 형성되고, 이 노즐 출구는 슬래브 표면에 대한 각도(γ)가 2도 내지 10도 바람직하게는 5도가 되도록 노즐케이스(15)의 공급보어(24)내로 가공되고, 노즐케이스(15)의 원통형 공급보어(24)는 막힌 구멍으로서 전면이 구형의 끝부분(32)으로 되어 있으며, 노즐출구(33)를 형성하는 가로방향 가공부(30, 31)는 구형 끝부분(32)의 반경내로 가공되고, 와류판(27)이 노즐케이스(15)의 공급보어(24)내에서 노즐출구(30, 31, 33)앞에 설치되는 것을 특징으로하는 강슬래브상에의 냉각제 분사장치.

Images