KR850001744Y1 - 금속스트립의 연속주조장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

금속스트립의 연속주조장치

제1도는 스트립의 연속주조에 사용된 전형적인 장치를 보인 측단면도.

제2도는 본 고안 스트립주조장치에서 노즐의 단면을 보인 단면도.

제3도, 제4도 및 제5도는 노즐의 다른 실시형태를 보인 단면도.

본 고안은 고속급냉 및 고속생산율로 금속스트립을 주조할 수 있는 장치에 관한 것으로, 특히 발산형의 확개된 노즐의 특징에 의하여 얇은 스트립을 신속히 주조하기 위한 장치에 관한 것이다.

종래의 압연방법에 비하여 주조방법으로 얇은 금속스트립을 주조하는 것은 많은 장점 및 경제성이 있다.

금속스트립을 주조하는 것은 특히 비결정성금속의 스트립을 고속급냉하에 주조할 때에 보다 의미가 크다.

그러나 스트립주조파라메타는 주조된 스트립의 품질이 우수하고 조성과 조직이 균일하게 되도록 조절되어야 한다. 이러한 이유에서, 당해분야의 기술자는 공업적으로 성공적인 스트립주조장치의 개발이 매우 어려운 일임을 잘 알고 있다.

시이트(sheet), 포일, 스트립 및 리본과 같은 얇은 금속물질의 일반적인 주조개념은 이미 1900년대에 알려졌다. 예컨대 미국특허 제905,758호 및 993,904호에는 용융물을 가동냉각면으로 흘려보내 이 가동냉각면에서 연속된 얇은 스트립으로 경화시키는 방법이 기술되어 있다. 이들 문헌들은 용융금속을 회전하는 액체냉각형 동드럼이나 원반의 주면에 흘려보내 스트립물질을 형성하도록 하는 것이 기술되었다. 이러한 주조방법이 알려졌음에도 불구하고 20세기의 초에는 스트립주조가 상업적으로 성공치 못하였다.

근래에 들어 미국특허 제3,522,836호와 제3,605,863호에서 금속선 또는 스트립을 용융금속으로부터 연속 제조하기 위한 방법이 알려진바 있다. 이들 문헌에는 용융물의 볼록한 미니스커스(miniscus : 표면장력에 의하여 생긴 액체표면)가 노즐로부터 방출되어야 한다는 것을 기술하고 있다. 수냉식 드럼과 같은 열 추출면이 용융물의 출구오리피스에 평행한 통로에서 이동하여 용융금속의 미니스커스와 접촉되어 미니스커스로부터 용융물을 연속적으로 끌어내어 균일한 연속제품을 제조한다.

상술한 방법은 노즐오리피스에 있는 용융금속의 미니스커스를 통과하여 움직이는 열추출면이 실제로 노즐을 통한 용융금속의 흐름 또는 인출속도에 효과를 갖는 "용융물 인출" 방법 이라 부른다.

보다 근래의 스트립 주조 개발은 스트립주조분야에서 비교적 제한된 제련에 촛점을 맞추고 있다. 예를들어 미국특허 제4,142,571호는 특히 정밀한 치수를 갖는 금속스트립주조노즐의 슬로트구조에 관한 것이고, 미국특허 제4,077,462호에는 스트립 주조에 사용된 냉각 로울(chill roll)의 주면상 고정된 하우징에 대한 특수한 구조에 대하여 기술되었다.

본 고안의 기술분야에서는 다수의 다른 신속한 급냉기술이 알려져 있다. 예컨대 용융물을 자유롭게 흘려보내거나 냉각블럭(chill block)에 흘려보내 냉각시키므로서 금속 필라멘트를 제조하는 용융물 방사상법이 실시되었다. 또한 미국특허 제3,838,185호에 기술된 턴디쉬 용융물 압출방법과 같은 용융물 압출기술이 알려져 있으며, 펜던트 드롭(pendant drop)식 용융물 압출기술이 미국특허 제3,896,203호에 기술되어 있다. 이와 같이 다른 형태의 신속 주조기술로 균일한 시이트나 스트립을 제조한다는 것은 곤란하다.

주조온도와 압력, 보조표면냉각속도, 주조면의 코팅 및 신속히 주조된 스트립물질의 제품두께와 품질에 영향을 주는 것과 같은 많은 요인들이 고려되어야 한다.

스트립 주조기술의 비교적 긴 역사 및 이 분야의 최근 개발에도 불구하고 현재 스트립주조는 광범위하게 받아들여지지 않고 공업적으로도 성공치 못하고 있다. 스트립 주조기술 분야에서 충분한 상업적인 효과를 얻기 위하여 기술의 개선, 수정 및 혁신이 요구된다. 특히 용융금속 런디쉬의 구조, 노즐 오리피스의 크기, 주조면으로부터의 간격, 이 주조면의 이동속도, 급냉속도, 금속온도 및 공급속도 등의 여러가지 가변요인사이의 적당한 관계가 성공적인 공업적 스트립의 제조에 요구되는 균일성과 일관성이 성취될 수 있도록 보다 정확한 균일성과 내적관계를 요구한다. 특히 어떤 노즐 및 슬로트 구조와 스트립물질이 주조되는 주조면에 대한 이들의 치수적 관계는 여러가지 주조 파라메타에서 이용할 때 균일한 스트립주조결과를 수득하는데 부적합한 것임이 입증되었다.

따라서 종래 구조의 결점을 해결하기 위하여 비교적 넓고 얇은 스트립물질을 주조하기 위한 새로운 개선된 장치가 요구된다. 이러한 요구에 부합되는 장치는 종래에 개발된 구조보다 신뢰성이 있고 보다 효과적이어야 하며 스트립주조에서 재생산성, 균일성 및 일관성이 유도되어야 한다.

본 고안은 금속스트립을 연속주조하기 위한 새로운 개선된 장치를 제공하는 것이다. 이러한 본 고안장치는 턴디쉬와 슬로트가 형성된 노즐로 구성되고, 이 슬로트는 그 종방향폭의 크기가 균일하다. 노즐의 외측에는 슬로트의 종축선에 대하여 수직방향으로 노즐을 통과하여 이동할 수 있는 냉각주조면이 착설된다. 슬로트는 이 슬로트의 내측부분에서 상호 대면한 내측표면을 가진 노즐의 제1리프(lip)와 제2리프 사이에 형성된다. 대면한 내측면들은 슬로트의 외측부분에서 확개되어 있다. 제1 및 제2리프는 또한 0.120인치 이하의 간격으로 주조면과 대면한 저부면을 갖는다.

본 고안의 잇점은 그 전체길이를 통하여 치수와 품질이 균일한 금속스트립물질을 연속 주조할 수 있는 금속스트립주조장치를 제공하는데 있다.

본 고안의 다른 잇점은 금속스트립의 효과적인 신속주조를 촉진하는 외향으로 확개된 노즐 구조를 갖는 스트립 주조장치를 제공하는데 있다.

본 고안의 목적은 성공적인 스트립 주조과정이 연속반복될 수 있는 스트립 주조장치를 제공하는 것이다.

본 고안의 다른 목적은 비결정성 금속스트립의 제조에 있어서 제조된 스트립의 신속한 냉각이 효과적으로 이루어질 수 있는 스트립 주조장치를 제공하는데 있다. 그러나 결정성물질의 연속주조도 본 고안에 의하여 이루어질 수도 있다.

본 고안의 또 다른 목적은 균일한 치수와 품질의 금속스트립물질을 연속적이고 반복적으로 신속히 주조할 수 있는 설계 및 치수의 요건을 일치시키는 것, 특히 외향 확개형 노즐구조에 대한 요건을 충족시키는 것이다.

본 고안을 첨부도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

제1도는 본 고안에 따라 금속스트립(10)을 주조하기 위한 장치를 설명한 것이다. 이 장치는 스트립(10)을 주조하는 드럼(12)을 포함한다. 적당한 실시예에서 연속스트립(10)은 제1도에 도시된 바와 같은 원형의 드럼의 평활한 주면(14)상에서 주조되는데 원형이 아닌 다른 형태의 구조를 이용할 수도 있다. 예를들어 평활한 제두원추형의 주면을 가진 휘일을 사용할 수도 있다. 또한 배출로를 통하여 회전할 수 있는 벨트를 주조부재로서 사용할 수도 있다. 사용된 구조에 관계없이 냉각주조면은 적어도 주조하고자하는 스트립만큼 폭이 넓어야 한다.

적당한 실시형태에서, 주조드럼(12)은 약 95%의 동과 약 2%의 크롬을 함유하는 침전경화형 동합금의 수냉형드럼을 포함한다. 동과 동합금은 이들의 높은 열전도성과 네마모성 때문에 선택되나 베딜리움동합금, 강철, 황동, 알루미늄, 알루미늄합금이나 기타 물질들이 그 자체로만으로 또는 조합하여 사용될 수 있다. 예를 들어 몰리브덴이나 기타 물질의 슬리이브를 가진 다단의 휘일이 사용될 수 있다. 냉각은 물 이외의 매체를 사용하여 이룩될 수 있으나 물이 저렴하고 용이하게 이용할 수 있으므로 전형적으로 물이 선택된다.

본 고안의 스트립 주조장치의 조작에서, 주조드럼(12)의 주조면(14)은 주조시작점(16)에서 용융금속과 접촉하여 발생된 열을 흡수할 수 있어야 하며, 이러한 열은 드럼의 매 회전중 이 드럼으로 전도되어야 한다. 주조시작점(16)은 턴디쉬(22)로부터 나온 용융금속(20)이 처음 주조면(14)에 접촉하는 주조면(14)상의 위치를 말한다. 열전도에 의한 냉각은 주조드럽(12)의 주변에 위치된 내부통로를 통하여 충부한 양의 물을 공급함으로서 이룩되거나 또는 냉각매체를 주조면의 하측에 직접 공급할 수도 있다. 공지된 바와 같이 냉동방법등이 냉각속도를 가속 또는 감속시키기 위하여, 또는 스트립 주조중 드럼의 팽창 또는 수축에 영향을 주도록 이용될 수도 있다.

드럼, 휘일 또는 벨트가 주조에 사용될 경우 주조면은 스트립 주조에서 균일성을 최대화하기 위하여 일반적으로 평평하고 대칭이어야 한다. 예를 들어, 어떤 스트립 주조공정에서, 주조면(14)과 이 주조면(14)상에 용융금속을 공급하는 노즐오리피스를 형성하는 면사이의 거리는 주조중 요구되거나 설정된 거리로부터 벗어나서는 안된다. 이후부터 이러한 거리를 이격(離隔)거리, 즉 갭(gap)이라 부르기로 한다. 이 갭은 균일한 스트립물질을 주조하고자 할때 전주조조작을 통하여 실제로 일정하게 유지되어야 한다.

만약 주조부재가 드럼이나 휘일인 경우, 이 주조부재는 스트립주조에서 균일성이 이루어지도록 조작중 이상이 없도록 주의하여 설치하여야 한다. 드럼 또는 휘일이 진원(●●) 이 아니고 0.020인치 또는 그 이상의 차이를 보이는 경우 보정되거나 보상되지 않는 한 구조상 불안정으로 인하여 스트립주조에는 사용될 수 없다. 용접시 나타난 다수의 기공에 관련된 문제점의 제거뿐만 아니라 허용될 수 있는 치수의 대칭성 유지는 냉간압연 또는 단조된 동합금의 단일체 슬라브(slab)로 휘일 또는 드럼을 제조함으로서 간단히 이룩될 수 있음이 발견되었다. 상술한 바와 같이 슬라이브와 코팅을 포함한 다른 물질이 사용될 수도 있다.

본 고안 장치에서 주조될 용융금속(20)은 노즐(24)이 형성된 턴디쉬(22)내에 담겨 있다. 필수적인 것은 아니다 이 노즐은 전형적으로 제1도에서 도시된 바와 같이 턴디쉬(22)의 하측부에 위치된다. 노즐(24)은 턴디쉬(22)에서 분리되어 구성될 수도 있고 노즐(24)과 턴디쉬(22)가 턴디쉬의 전체 또는 어떤 부분과 단일체로 형성된 동체일 수도 있다.

턴디쉬(22)의 하측부에 위치하는 노즐(24)에는 제2도에서 가장 명확히 도시된 바와 같이 슬로트가 형성되어 있다. 이 슬로트는 노즐(24)의 중앙에 위치한다. 슬로트(30)의 이와 같은 중앙배치는 이 슬로트에 가하여지는 용융금속의 압력이 주조중에 실제로 균등하게 되므로서 제품의 균일성이 유지되도록 하는데 도움이 된다. 그러나 이 슬로트(30)는 필요에 따라 중앙부분에서 벗어나 위치할 수도 있다.

슬로트(30)의 종방향 폭은 주조될 스트립 폭과 같아야 한다. 슬로트의 종방향폭에는 제한이 없으나 본 고안에 있어서 슬로트의 길이는 36인치 또는 그 이상이다. 균일하고 양질의 스트립을 제조하기 위하여 용융금속이 본 고안 노즐(24)의 슬로트(30)를 통하여 균일하게 흘러나와야 한다. 다른 실시형태에서는 단일 슬로트(30)와는 반대로 턴디쉬(22)의 노즐범원내의 적당한 종방향 폭을 갖는 다수의 슬로트(30)를 종방향으로 절단구성하여 여러가지 폭의 스트립을 동시에 주조할 수 있다. 슬로트(30)의 크기에 관계없이 각 슬로트(30)의 단면치수는 균일한 치수를 갖는 스트립을 제조하기 위하여 그 전체의 종방향 연장부를 통하여 실제로 균일하여야 한다.

본 고안의 스트립 주조장치의 조작에서, 냉각된 주조면(14)은 슬로트의 종축선에 대하여 수진인 방향으로 슬로트(30)를 지나 이동한다.

제2도에서 도시된 바와 같이, 슬로트(30)는 노즐(24)의 제1리프(32)와 제2리프(34) 사이에 형성되어 있다. 제1리프(32)는 제2도에서 화살표로 표시된 주조면(14)의 이등방향에 대하여 슬로트(30)의 하류측변부에 위치하고, 제2리프(34)는 주조방향에 대하여 슬로트의 상류측변부에 위치한다.

제1리프(32)와 제2리프(34)는 슬로트(30)의 내면에서 서로 평행하게 대면한 내측면(36)과 (38)을 갖는다. 여기에서 내면이란 용융로의 용융금속물이 담긴부분 가까이의 위치를 일컫는 반면에 슬로트(30)의 외면이란 주조면(14)에 가까운 위치를 일컫는다. 슬로트의 최대측부분은 경감되거나 점점 작아지는 형태로 되었다. 예컨대 제1리프(32) 또는 제2리프(34)의 최내측부분은 제3도 및 제5도에 설명된 바와 같은 슬로트에 대한 깔대기형 구조를 만드는 일반적으로 V-형 또는 보다 둥근 U-형으로 절단 구성된다. 슬로트(30)의 최내측으로 갈수록 작아지는 형태는 스트립주조중 균일한 용융금속 흐름형태를 유지하고 불규칙하거나 또는 난류의 현상을 최소로 줄이는데 도움이 된다. 본 고안에서 요구되는 바는 내측면(36)과 (38)이 대면하여 슬로트(30)의 일부 내면에 평행하게 되는 것이다.

주조면(14)의 방향으로 이러한 내측평행대면부를 지나 내면은 슬로트(30)의 외측부에서 상호 외측방향으로 확개되었다. 이러한 외향발산형의 확개면(40)(42)이 제2도에 도시되어 있다. 내측면의 이와 같은 외향으로의 발산은 제3도, 제4도 및 제5도에 도시된 바와 같이 다른 형태의 구조로서도 이루어질 수 있다.

제3도와 제4도에 도시된 바와 같이 이들 사이에 외향발산형의 구조를 갖도록 하기 위하여 단 하나의 내측면만이 발산될 수도 있다. 또한 제5도에 도시된 바와 같이 내향 또는 외향으로 만곡된 표면도 이러한 외향발산형 구조를 이룰 수 있다.

외향발산형의 확개면(40)(42)으로부터 제 1 및 제2리프(32)(34)는 각각 저면(44)(46)까지 연장되었다.

이러한 리프(32)(34)의 저면(44)(46)은 주조면(14)과 대면하고 주조면으로부터 약 0.120인치이하의 이격거리, 즉 갭을 두고 위치한다. 적당한 실시형태에서 제1리프(32)의 지면(44)과 주조면(14) 사이의 이격거리, 즉 갭 e는 주조면(14)이 그 하측부를 장애없이 지날 수 있는 범위로 가능한한 작아야 한다.

어떤 경우 제1리프(32)의 저면(44)과 주조면(14) 사이의 갭 e는 주조중에 용융금속이 이들 사이를 통하여 노즐오리피스에서 역류하는 것을 방지할 수 있도록 충분히 작아야 한다.

주조면(14)과 제2리프의 저면(46) 사이의 갭 d는 0.080인치 이하가 좋으며, 어떤 합금을 얇은 계이지용 스트립으로 주조하기 위하여는 0.010인치 이하이어야 한다.

적어도 지면(44)과 (46)의 일부는 노즐오리피스 밑에서 이동하는 주조면(14)과 완전히 평행을 이룬다.

드럼이나 휘일과 내화노즐을 이용하는 경우, 사포(砂布)의 모래면이 노즐(24)을 향하도록 사포를 주조면(14)에 전개하여 주조면(14)을 이동시켜 노즐의 저면이 주조면과 평행하게 할 수 있다. 노즐(24)을 주조면(14)과 그 사이에 배치된 사포와 함께 밀착시켜 주조면(14)과 사포를 동시에 노즐(24)을 통과하여 이동시킴에 의하여 저면(44)(46)은 사포의 모래에 의하여 주조면(14)과 완전히 평행하게 연마된다. 또한 이는 둥글거나 타원형의 주조면을 사용할 때에도 이용될 수 있다. 이러한 방법에 의하여 내화노즐상에 이러한 평행을 이루기 위하여서는 400 또는 600그리트의 사포가 적합한 것임을 알았다.

또한 슬로트(30)를 형성하는 표면사이의 모서리는 주조용 응용금속의 와류현상을 최소로 줄이기 위하여 반원향으로 구성된다. 모서리가 날카로운 경우에는 노즐(24)에 응력을 생성하는 압력과 흐름형태를 변화시키며, 어떤 경우는 주조중 파열, 균열 또는 마모가 일어나 스트립 주조의 균형을 흘뜨려뜨린다. 모서리를 둥글게 연마함으로서 노즐(24)을 통한 와류등의 영향을 최소한으로 줄일 수 있다.

턴디쉬(22)는 절연성이 우수한 재질로 구성되는 것이 좋다. 만약 이 절연성이 용융물을 비교적 일정한 온도에서 유지하기에 불충분하다면 유도코일과 같은 보조가열기를 턴디쉬(22)의 둘레에 설치하거나 저항선등을 배설하여야 한다. 통상의 턴디쉬재질로는 섬유화 카올린, 천연의 순도 높은 알루미나-실리카 내화점토로 만들어진 절연판이 있다. 이러한 절연재로는 상표명 "Kaowool HS"판으로 시판되는 것을 이용할 수 있다. 그러나 지속적인 작업과, 높은 용융온도의 합금을 주조하기 위하여, 흑연, 알루미나흑연, 석영, 점토성흑연, 질화보론, 질화규소, 탄화규소, 탄화브론, 알루미나, 산화지르콘과 이들의 조합 또는 혼합물을 턴디쉬 또는 노즐제작에 사용할 수 있다. 이들 재질은 보다 강화시킬 수 있는데 예를들어 섬유화 카올린은 실리카겔등을 혼합하여 강화될 수 있다.

노즐(24)의 오리피스는 개방상태가 유지되고 스트립 주조작업에도 그 구조가 안정되게 유지되어야 하는것이 필수적 조건이다. 오리피스는 스트립주조중 부식되거나 막히지 않아야 한다. 어떤 점에서 어떤 절연재는 장기간 주조작업시 그 구조적인 안정성이 유지될 수 없었다. 이러한 문제점을 제거하기 위하여 노즐(24)의 오리피스를 형성하는 리프(32)(34)는 장기간 높은 용융금속온도에 노출되어도 그 구조적인 안정성과 일체성이 유지될 수 있는 재질로 구성되어야 한다. 이는 슬로트(30)가 절삭형성되거나 턴디쉬내에 삽입고정되는 한쌍의 삽입체로 슬로트(30)가 형성되도록 반원형태로 되어 있다. 적당한 실시형태에서 단일부재내의 슬로트는 요구된 슬로트의 치수가 정밀하게 이루어지도록 초음파장치로 절삭된다. 이러한 노즐(24)은 석영, 흑연, 점토성흑연, 질화보론, 알루미나흑연, 탄화규소, 안정화된 규화지르콘, 지르콘, 마그네시아, 알루미나 또는 유사한 용융금속내성물질로 구성된다. 이러한 노즐(24)은 압력을 가하거나 또는 내화시멘트와 같은 접착제 또는 스프링기구등을 이용하여 턴디쉬의 구멍에 고정된다.

본 고안의 드럼, 휘일 또는 다른 주조면(14)에 대한 구동장치와 하우징은 드럼이 미끄러지거나 진동되는 원인이 되는 구조적인 불안정성이 없이 드럼을 회전시킬 수 있도록 견고히 구성되어야 한다. 특히 주조면(14)의 작동속도에서 공진하는 것을 피할 수 있도록 주의하여야 한다. 주조면(14)은 약 200-10,000ft/분의 표면속도로 가동할 수 있어야 한다. 둘레가 약 8피이트인 드럼을 이용하는 경우 이 속도는 약 25rpm-1250rpm이 된다. 두께가 약 2인치이고 둘레가 약 3피이트인 단일체로 된 동합금 주조드럼에 대한 구동장치로서는 속도를 가변적으로 변화시킬 수 있고 동력학적으로 제어되는 3마력짜리 모우터가 적당하다.

한 실시형태에서, 본 고안장치의 드럼상의 주조면(14)은 평활하게 되었다. 비결정성재질로 된 경우, 주조드럼(12)의 주조면(14)은 400 그리트 사포, 특히 600 그리트 사포로 표면을 연마하므로서 균일한 제품을 생산할 수 있었다.

제2도에 도시된 실시형태에서, 노즐(24)은 용융금속 내성제인 점토성흑연으로 제작되고 턴디쉬(22)의 벽에 고정된 삽입체로서 구성된다. 슬로트(30)는 점토흑연노즐(24)을 초음파로 절삭 형성한 것이다. 노즐(24)의 제1리프(32)와 제2리프(34) 사이에 슬로트(30)가 형성되었다. 다른 실시형태로서 노즐(24)의 재료로는 석영 또는 비코트(vycor)로 만들어진 판체 또는 질화보론의 삽입체를 사용할 수 있다.

오리피스를 형성하는 요구된 슬로트는 초음파 드릴로서 정밀하게 절삭 구성된다. 제2도에 도시된 바와 같이 단일체의 노즐은 용융금속 내성재의 반원형 고리로 구성된다. 이 실시형태에서, 대면한 평행 내측면(36)(38) 사이에 약 0.010-0.080인치의 폭을 가진 슬로트는 점토흑연삽입체를 초음파드릴로 천설하여 이 삽입체를 턴디쉬(22)에 고정하였다. 삽입체의 형태는 노즐(24)을 구성하는 삽입체를 턴디쉬(22)에 고정하는데 도움이 될 수 있도록 변경될 수 있다. 본 고안 장치의 적당한 노즐(24)이 제2도에 확대단면으로 도시되었다. 이 장치의 한 실시형태에서, 제2도에 도시된 치수는 다음과 같은 범위를 갖는다.

비결정성 스트립의 제조에 있어서 슬로트의 폭 f는 전형적으로 약 0.010-0.040인치의 범위이다. 스텐레스스틸과 같은 결정성 스트립의 제조에 있어서 슬로트의 폭 f는 만약 두꺼운 스트립이 본 고안에 따라 균일하게 제조되는 경우 약 0.080인치 이상이다. 또한 제3도와 제5도에 도시된 바와 같이 슬로트(30)의 내부를 제거한 것은 스트립주조중 구멍내에 용융금속의 엉겨붙음을 방지하기 위한 것이다.

본 고안의 예시적 조작에서, 용융금속은 가열된 턴디쉬(22)에 공급된다. 저항선으로 된 유도코일과 같은 가열기가 일정한 용융금속온도를 유지하기 위하여 턴디쉬(22)의 내부와 상부에 설치된다. 또는 용융금속을 예열된 턴디쉬내에 직접 주입할 수도 있다. 예열온도는 초기주조중에 슬로트(30)를 폐색치 않도록 하여야 하며 이후 유동되는 금속의 온도는 중단없이 용융금속이 오리피스를 통하여 유동될 수 있도록 턴디쉬(22)와 노즐(24)을 충분한 온도로 유지하여야 한다. 어떤 경우, 노즐자체는 주조중에 외부로부터 가열될 수도 있다. 또한 턴디쉬(22)로 공급된 금속은 노즐(24)을 통하여 유동하는 금속에 나쁜 영향을 주지 않고 어느 정도의 온도 손실이 허용될 수 있도록 과열되어야 한다.

또한 턴디쉬(22)내의 용융금속 높이는 주조시 비교적 일정한 출구압력이 노즐(24)에서 유지될 수 있도록 노즐(24) 상부 10인치 정도의 높이에서 일정하게 유지되는 것이 좋다. 이러한 출구압력유지는 처음 턴디쉬내에 요구된 높이로 용융금속을 공급한 후 출구압력이 유지되도록 부가적으로 턴디쉬에 공급되는 용융 금속의 공급속도를 조절함으로서 이루어질 수 있다. 부가적인 용융금속이 턴디쉬(22)에 공급되는 속도는 노즐을 통하여 스트립을 성형하는 주조면(14)으로 유동하는 용융금속의 속도와 일치시켜야 한다. 턴디쉬내의 용융금속높이를 비교적 일정하게 유지되게 함으로서 오리피스를 통한 용융금속 유동압력을 유지시킴으로서 주조작업 또는 스트립의 특성에 나쁜 영향을 미치지 않게 하는 것이다. 다른 방법으로는 노즐의 압력을 조절토록 외부에서 압력을 가하는 방법이 사용될 수도 있다.

본 고안의 노즐(24)은 요홈(30)의 외부에서 외부로 확개된 리프(40)(42)에 의한 특징이 있다. 이러한 구조는 증가된 용융금속이 이동하는 주조면(14)으로 흘러내리도록 하여 용융금속이 주조면(14)상에서 축방향흐름을 개량시켜 양질의 스트립(10)을 주조 가능하게 한다. 적당한 실시형태에서, 최외측 확개부에서 슬로트(30)의 오리피스 폭 b는 슬로트(30)의 평행한 내측대 향면 사이에서 측정하였을때 슬로트(30)의 폭 f 보다 약 4배이상인 약 0.200인치이다. 이러한 구조는 비교적 협소한 내부 오리피스에 의하여 용융금속이 공급되는 노즐(24)의 외부에 비교적 넓은 주조공간부를 제공한다. 스트립 주조중에 이러한 공간부내에서 용융금속의 축방향운동은 용융금속이 주조면(14)에 균일하게 공급되어 양질의 스트립(10)을 얻을 수 있음이 입증되었다.

위에 언급한 바와 같이, 주조공간부의 형성으로 좁은 오리피스가 냉각된 주조면(14)으로부터 약간 떨어져 있어 막히는 원인이 되는 노즐폐색현상이 줄어드는 것이다.

황금합금, 닉켈을 기초로 한 황동합금, 스텐레스스틸 및 실리콘스틸을 포함하는 여러가지 합금이 본 고안장치를 이용하여 성공적으로 주조될 수 있다. 어떤 경우 주조합금은 비결정성을 보이고 어떤 경우에는 주조된 스트립은 결정성이 되기도 한다.

스트립 주조중에 노즐로부터 수피이트 또는 그 이상의 거리를 두고 스트립(10)이 주조면(14)에 점착되는 경향이 관찰되었다. 만약 스트립이 회전하는 주조드럼(12)상에 그대로 남아있게 되면 턴디쉬(22), 특히 노즐에 상당한 위험이 있다. 이러한 스트립의 점착경향은 드럼의 주조면(14) 가까이에 놓인 칼형태의 닥터 블레이드(doctor blade) 또는 에어 와이퍼(air wiper)를 오리피스로부터 약 2.5-6피이트 떨어진 곳에 설치함으로서 간단히 해결할 수 있음을 알았다. 이러한 장치로서 주조되는 스트립은 이러한 닥터 블레이드는 결정성 스트립보다도 주조면(14)에 점착되는 경향이 큰 얇은 비결정성 스트립을 제조하는데 특히 유용하다. 주조면에 스트립이 달라붙는 힘은 스트립과 주조면사이의 열집촉 특성에 영향을 미치게 하는 것으로 믿는다.

본 고안의 목적을 위하여 적어도 25% 비결정성인 재질을 포함하는 비교적 양질의 스트립주조는 상기 언급된 장치와 공정을 이용하여 실시될 수 있다. 또한 냉각속도에 있어서는 결정성 재질에 비하여 비결정성 재질인 경우일때에 빨라야 한다. 냉각속도는 주조면의 속도를 증가시킴으로서 가속시킬 수 있다.

Claims (1)

1. 용융금속을 용입하는 턴디쉬(22)와 주조면(14)에 용융금속을 공급하는 노즐(24)과 노즐에 대하여 이동가능한 냉각주조면(14)을 갖는 금속스트립 연속주조장치에 있어서, 상기의 노즐(24)에 주조할 스트립(10)의 폭과 거의 같은 길이를 가지고 주조면에 용융금속을 공급하기 위한 슬로트(30)가 전장에 걸쳐 균일한 단연을 갖도록 구성되며, 상기의 냉각주조면(14)은 노즐(24)의 외측에 장설되어 노즐 슬로트(30)의 종축에 수직방향으로 노즐(24)에 대하여 이동가능하게 구성되고, 상기의 슬로트(30)는 노즐(24)의 양측리프(32)(34) 사이에 의하여 구성되며, 양측 리프(32)(34)의 내측면(36)(38)은 평활하고 슬로트(30)의 내측에서 서로 대면하고 슬로트(30)의 외측에서 확개하며, 양측 리프(32)(34)의 바닥면(44)(46)과 주조면(14)의 이것거리가 0.120인치보다 작도록 구성함을 특징으로 하는 금속스트립의 연속주조장치.