KR880000825B1 - 연속주조용 주형 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

연속주조용 주형

제1도는 본 발명 제1실시예에 따른 연속주조용 주형의 상부 평면도.

제2도는 제1도의 종단면도.

제3도는 제1도의 측면도.

제4도는 보호판의 평면도.

제5도는 제4도의 단면도.

제6도는 제1도중 한 부분의 상세 부분단면도.

제7도는 제1도중 한 부분의 상세 부분단면도.

제8도는 제6도의 개량을 보여주는 단면도.

제9도는 제6도의 또다른 개량을 보여주는 단면도.

제10도는 본 발명의 제2실시예를 나타내고 있는 종단면도.

제11도는 본 발명의 제3실시예를 나타내고 제14도에서 I-I선을 따라 취한 반 단면도.

제12도는 제14도에서 II-II선을 따라 취한 벤딩단면도.

제13도는 제11도의 Ⅲ-Ⅲ선을 따라 취한 벤딩단면도.

제14도는 제11도의 Ⅳ-Ⅳ선을 따라 취한 벤딩단면도.

제15도는 제11도의 V-V선을 따라 취한 벤딩단면도.

제16도는 제11도의 부분단면도.

제17도는 본 발명의 제4실시예를 나타낸 종단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

2 : 보호판 5 : 갭부분

7 : 통로부

본 발명은 연속주조장치에 사용되는 주조용 주형에 관한 것인데 특히 주형의 내면에 가스막을 형성하는 다공질층의 대면을 갖는 연속주조용 주형에 관한 것이다.

전통적으로 사용된 연속주조장치에서는 플럭스(flux)가 용융강과 함께 주형에 넣어져 그들사이에 삽입되고 동시에 주형을 주형이 타는 것을 방지하기 위해 진동된다. 반면 용융강은 주형의 아래로 연속적으로 빠져나와 주조가 된다. 그러나 플럭스의 첨가는 이렇게 생산된 강질에 반대로 영향을 주는 등의 결점이 있다.

한편 장치의 건조(construction)는 주형이 진동되어야 하기때문에 복잡하게 된다. 이런 까닭에, 플럭스가 사용되지 않고 용융강이 부어지는 주형의 내면에 다공질층이 설치되는 방법이 제안되어 왔다. 즉 용융강과 다공질층 사이로 이 다공질층을 통해 압축가스가 항상 공급되어 그들사이에 가스막이 끼워지는 방법이 제안되어 왔다. 한편 용융강은 연속적으로 주조되도록 주형의 아래쪽으로 뽑아내진다.

첨언하면, 상기 다공질층에서, 예를 들면 동분말을 동판 앞에 붙여 양자가 서로 밀착되도록 압력을 가하는 방법으로 형성되는 다공질층이 제안되어왔는데 그후 그들은 소결되어 완전히 다공질층을 형성한다. 여기서 이층은 주형의 내벽으로 사용된다. 그러나, 동분말의 열수축율이 동판의 열수축율 보다 크기때문에 커다란 크기의 주형을 위해 완전한 건조로서 양자를 모두 소결하기는 어렵다. 더우기 동분말부분에서의 균열의 발생이라든가 다공성의 비균등성의 발생이나 그 유사한 것들과 같은 많은 문제점들이 있다. 더더욱 그들이 완전하게 건조될 수 있다 하더라도 동분말(copper powder) 부분이 소멸될 때 동판부분 역시 동분말부분과 함께 교체되어야 한다. 따라서 이러한 사실들이 운전비용을 상승시키는 원인이 되며 실시하는데에 의문점을 일으키게 된다. 하부는 다공질층 형태에 더하여 부드러운 동분말에 의해 균일하게 형성된다.

이것에 기인하여 용융강의 외부셸은 표면온도의 강하로 인한 주형하부에서 이미 경화되었기 때문에 상기 다공질층의 내면은 셸과 접촉되게 되며 다공질층의 하부내면이 마모되는 원인이 된다. 더더욱 가스의 분출이 마손때문에 나빠지는 등의 불편함이 있다.

최근 세미스(SEMIS)질을 개선하기 위해 주형내 용융강의 유동체 유동이 적용된 전자기 교반장치가 설치되어 있는 주형이 제공되어 왔다.

본 장치는 유도전동기의 원리르 적용하고 있다. 다시말하면 회전자계를 발생시키기 위한 전자자기코일이 주형의 외주면에 제공되고 회전자계에 의해서 주형내에서 용융강에 유동운동을 제공한다. 그러나 세미스의 내부의 질은 전자교반장치에 의해서 향상시킬 수 있으나 그 표면의 질의 향상은 충분치가 못하다. 만약 전자교반에 의해서 용융강의 교반속도를 높이면 표면의 질을 향상시킬 수 있다고 알려져 있으나, 플럭스의 인트레인먼트가 발생하기 때문에 바라는 바와 같이 속도를 높일 수가 없다는 문제가 있다.

뿐만 아니라, 연속주조방법에 있어서는, 수냉주형내에서 주조된 용융금속의 표면이 공기에 의해서 산화오염되는 것을 방지하기 위해서 플럭스를 용융금속의 표면에 살포한다던가 또는 그와 유사한 방법을 사용해서 공기와의 직접 접촉을 방지하고 있다.

이 플럭스의 용융물질은 수냉주형과 용융금속과의 경계로 들어가서 윤환제로서의 기능을 하게 된다. 그러나 이와 같은 종래의 기술은 플럭스의 공급과 살포장치의 설치를 필요로하고, 또한 용융슬래그의 간극내에서는 산화의 방지가 충분치가 못하다. 또한 플럭스의 인트레인먼트의 발생은 세미스내에 비금속물질 함유의 원인이 된다. 나아가서, 용융금속의 산호오엄을 방지하기 위해서 종래에 공지된 방법으로, 아르곤, 나이트 로겐등과 같은 불활성 가스분위기로서 용융금속의 표면을 외기로부터 차단시키는 방법이 있다.

이러한 방법은 일본특허공개공보 제83920/72에 게시되어 있다. 그러나, 이와 같은 종래의 불활성가스차단 장치는 그 방대한 스케일에도 불구하고 불활성가스를 효과적으로 활용할 수가 없으며, 많은량의 가스가 유실되고 비용이 많이들며, 가스의 많은 소모량에도 불구하고 오염방지효과는 불충분하며, 2차적인 효과도 기대할 수가 없으며, 반대로 용융금속의 냉각속도를 증대시키므로서 다른 작업과 저촉되고 방해가 된다. 그렇기 때문에 반드시 일차적인 효과와 잇점이 최대한 활용된다고 할 수 없다.

본 발명에 있어서는 금속분말을 함유하는 소결물질로써 구성되는 다공질층이, 연속주조용 주형의 네개의 내벽에 제공되고, 상기 다공질층 외면에는 양호한 열전달율을 갖는 물질로써 구성되는 차폐판이 제공된다.

다공질층과 차폐판은 일체로 결합되고 동시에 그들 사이에는 가스를 도입하는 간극부가 형성되어 있고 이를 통해서 압축가스가 공급된다. 고압가스가 다공질층의 다공질부로부터 주형의 내벽면쪽으로 분출해서 용융금속과 다공질층과의 사이에 가스필름을 형성하게 된다.

차폐판의 바깥쪽은 하나의 경화판이 둘러싸고 있고 냉각수를 도입하기 위한 통로들이 상기 판들사이에 제공되어 있어서 냉각수를 도입한다. 다공질층을 형성하고 있는 기본물질은 동분말 같은 금속분말이지만 세라믹분말을 부분적으로 섞어서 상기 다공질층의 강도를 높인다. 다공질층, 차폐판 및 경화판은 한쌍의 삽입프레임에 의해서 끼워지며 삽입프레임의 양쪽은 다시 한쌍의 행거프레임(hanger frame)에 의해서 상호 연결된다. 전자기코일이 경화판, 한쌍의 삽입프레임 및 행거프레임사이에 제공된다. 자계가 상기 전자기코일에 의해서 용융금속내에 발생한다. 턴디쉬와, 그 하부에 위치해서 노즐을 둘러싸고 있는 주형의 상면과의 사이에는 확장 가능하고 환상이며 원통상인격벽이 제공되어 있다.

하방으로 면하는 환상의 반사면을 갖는 수냉식 반사판이 상기 격벽에 부착되어 있다.

본 발명의 목적은 제작과 조립이 용이하고 플럭스의 인트레인먼트같은 불편이 없도록, 플럭스도 없고 진동도 없는 상태에서 연속적으로 용융금속을 주조할 수 있는 구조가 간단하고 견고한 주형을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 소결시의 주축에 제한이 없는 큰 단면의 소결판으로 된 다공질층을 갖는 연속주조용 주형을 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 차폐판으로서의 높은 강도를 갖고 있는 동판 또는 동합금판의 사용을 가능하게 하고, 동판의 후면물질과 관계없이 소결판의 소결 온도의 선택을 가능하게 할 뿐 아니라, 나아가서 소결판만이 주형의 소모부분으로 사용되기 때문에 수선이 용이하면서도 소결판의 다공도를 저하시키지 않는 연속 금속주조용 주형을 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 주형의 상부에서의 용융강으로 부터 열을 효과적으로 제거하고, 또한 굳은 외각(外殼)과 접촉하게 될지도 모를 다공질층의 하부의 내면의 마모저항을 제거할 수 있으며, 바람직하기로는 동시에 다공질층으로부터 가스가 불어오는 것을 방지할 수 있는 연속주조용 주형을 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은, 전자교반장치에 의해서 잉고트의 내부위 질과 표면의 질을 향상할 수 있기 때문에 세이스의 표면의 진동마아크의 교란을 방지할 수 있는 연속주조형 주형을 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 용융금속의 불활성가스분위기를 유지하고 상기 불활성가스의 효율적인 이용과 그 농도를 높임으로써, 용융금속의 오염을 방지하고, 나아가서 열보존 특성과 열의 경제적의 용도를 향상시키며 동시에 잉고트의 특성에 유용한 영향을 줄 수 있는 연속금속주조용 주형을 제공하는 것이다.

제1도 내지 제8도에서는, 거의 정사각형 원주모양인 수직형 주형c인 주형의 제1실시예를 도시하고 있다. 이 주형은 주위 사면벽들이 배열된 배열형이다. 이들 각각의 벽들은 세개의 판으로 구성되어 있다. 즉 다공질츨으로서 소결판(1), 보호판(2) 그리고 보강판(3) 주형의 내면을 구성하는 소결판(1)은 Cu, Ni, Cu-Ni 혹은 그 유사한 금속분말이나 Al₂O₃, Si₃O, BN 등등의 자성분말이 상기 금속분말에 섞여진 재료가 판과 같이 주조되고 소결되는 방법으로 만들어진다.

이 소결판에는 소결판(1)의 전면과 후면사이를 통하는 수많은 작은 공기구멍이 있으며 후술하게 될 접착부위는 필요에 따 만들어진다. 소결판(1)은 훌륭한 열전달율을 갖는 판으로 후면으로부터 즉, 바깥방향으로부터 내면방향에 있는 전면의 모든 표면으로 수많은 공기구멍(4)을 통해 가스를 균일하게 공급할 수 있다. 그것의 크기는 주형의 모든 내면을 덮기에 충분한 커다랗고 편평한 모양을 갖는다. 그리고 일정한 강도를 갖는다.

그 위에 놓기위해 소결판(1)의 후면에 배치될 보호판(2)은 Cu, Ni, Cu-Ni 등의 금속판으로 구성되며, 소결판(1)의 후면 전체표면을 거의 덮어 소결판으로부터 불어질 가스가 후면에서 밖으로 빠져나가는 것을 방지한다. 그리고 동시에 가스의 후압을 받는다.

반면, 소결판(1)의 후면으로부터 전면으로 상기판(1)(2)사이로 가스를 집어넣기위해 갭부분(5)이 설치되어 있다.

보호판(2)은 후술될 기계적앵커장치(mechanical anchoring meas)에 의해 소결판(1)을 완전히 결합하므로써 소결판(1)을 지지하는 역할을 한다. 그 크기는 소결판(1)의 후면을 덮기에 충분할 만큼 크고 편평한 모양을 하고 있다. 또한 상술한 바와같이 가스의 후압을 받는다. 그리고 동시에 그것은 주형C에 넣어질 용융강A와 보호판(2)사이의 온도차에 기인하는 열응력을 받기에 충분한 두께를 갖는 얇은판으로 되어있다.

제4도와 제5도에서 보듯, 보호판(2)의 갭부분(5)은 보호판(2)의 전면에 있는 다수의 홈으로 형성된 블록한 부분의 공간으로 구성된다. 동시에 보호판(2)은 갭부분(5)으로 고압가스를 불어넣기위한 가스송풍통로로 만들어진다. 그 위에 놓여지도록 하기위해 보호판(2)의 후면에 설치될 보강판(3)은 일반적인 SUS 구조의 금속강판으로 구성되어 있거나 그와 유사한 것으로 구성된다. 보강판은 보호판(2)의 후면의 모든 표면을 거의 덮는다.

소결판(1)과 보호판(2)은 구조용재료가 충분한 강도를 갖게 되도록 보강된다. 한편 보강판(3)과 보호판(2)사이로 냉각수를 보내기 위한 통로부(7)가 설치되어 있고 동시에 보호판(2)의 가스송풍통로(6)로 고압가스를 불어넣기 위한 가스송풍입구(8)가설치되어 있다.

보호판(2)과 마찬가지로 보강판(3)은 통로부(7)의 전면에 있는 다수의 홈으로 형성된 블록한 부분의 공간으로 구성된다. 동시에 보강판(3)의 통로부(7)로 냉각수를 보내기위한 냉각수통로(21)가 만들어진다.

보강판(3)의 크기는 보호판(2)의 후면을 충분히 덮을 만큼 크고 편평한 모양을 하고 있으며 상승한 바와 같이 소결판(1)과 보호판(2)의 강도를 보강하기에 충분한 두께를 갖는 두꺼운 판이다.

보강판(3)은 앵커장치에 의해 보호판(2)을 기계적으로 결합함으로써 보호판(2)과 소결판(1)을 완전히 지지하는 역활을 한다.

제6도에는 세개의 판을 갖는 앵커장치의 한예가 도시되어 있다. 즉 소결판(1) 보호판(2) 그리고 보강판(3)들이 완전한 결합을 하고 있다. 좀더 자세히 말하면, 볼트(9)는 용접에 의해 소결판(1)의 후면에 구멍이 뚫리고 이 볼트(9)는 보호판(2)의 앵커구멍(10)을 관통하고 있다. 보호판(2)은 제1너트(11)에 의해 고정되며 그후 볼트(9)는 보강판(3)의 앵커구멍(10)을 더욱 관통하고 있다.

그리고 보강판(3)은 제2너트(12)에 의해 고정된다. 나사밀봉체(13)(14)는 공기와액체가 새지않게하기 위해 제1, 제2너트(11)(12)의 고정면에 각각 부착되어 있다. 소결판(1)에 볼트(9)를 직접 용접하는 방법외에 앵커장치는 제9도에서 보는 방법으로 실현될 수 있는데, 용접스터드(15)는 소결판(1)내에 미리 묻히게하여 이 스터드에 볼트(9)의 하단을 용접한다. 또한 제8도에서 볼 수 있듯이 소결판(1)에 나사형 스터드(16)를 미리 묻고 나사로 조이고 스터드(16)내에 있는 볼트(9)의 하단을 묻는 것이 가능하다.

앵커장치에 대해서는, 소결판(1)을 보호판(2)에 보호판(2)을 보강판(3)에 각각 개별적으로 부착시키는 것이 가능하다. 그러나 어떤 경우에나 공기나 액체가 새지않는 상태에서 기계적장치에 의해 완전하게 결합되어야 한다. 가스밀봉제(17)(18)와 액체밀봉제(19)는 열결부내에서 소결판(1)과 보호판(2) 그리고 가스송풍통로(6)의 외부원주면 사이에 끼워넣어져 연결부내에서 보호판(2)과 보강판(3) 그리고 냉각수통로의 외부원주면에 공기나 액체가 새지 않는 상태를 얻기위해 각각 끼워넣어진다.

따라서 앵커장치에 의해 박판으로 됨으로써 완전히 결합되는 소결판(1), 보호판(2) 그리고 보강판(3)을 주형C내에 있는 단일벽재료로써 조립되어 소결판(1)의 표면은 주형C의 내부벽을 형성한다. 동시에 갭부분(5)에 보내지는 가스는 소결판(1)과 보호판(2)사이에 공기가 새지 않도록 장치된다, 반면 통로부(7)에 보내지는 냉각수는 보호판(2)과 보강판(3) 사이에 액체가 새지 않도록 장치된다.

고압가스는 보강판(3)의 가스송풍구(8)와 다른 부분으로 누출됨이 없이 보호판(2)의 가스송풍통로(6)를 통하여 외부 공급원으로부터 갭부분(5)으로 공급된다. 반면 냉각수는 다른 부분으로 누수됨이 없이 냉각수통로(8)를 통하여 외부공급원으로부터 통로부(7)로 공급된다.

결과적으로 통로(7)를 통해 유동적으로 흐르게하기 위해 냉각수가 공급될 때, 보호판(2)은 효과적으로 냉각된다. 반면, 고압가수가 갭부분(5)으로 연속공급될 때 가스는 소결판(1)내에 있는 다수의 공기구멍(4)을 통해 소결판(1)의 전면에서 주형(C)속으로 불어 보내진다. 그것에 의해서 주형(C)에 주입된 용융강(A)과 주형(C)의 내면 사이에서 가스막(G)을 형성한다.

따라서 용융강(A)는 열적으로 절연되며 용융강(A)에 의한 주형(C)이 타는 것이 방지된다.

이 방법에 있어서는 압력을 받고 주형(C)에 주입되는 용융강(A)과 주형(C)의 내면사이에서 주형을 진동시키지 않고 가스(예를들어 아르곤이나 나이트로겐과 같은 불활성가스)를 불어냄으로써 주형과 용융강 사이의 미끄럼 마찰을 완전히 헤거하여 주조가 가능한다.

주형에서 용융강에서 나오는 열은, 즉, 소결판(1)과 보호판(2)을 통해 전달되는 열은 냉각수에 의해 냉각되어지고 밖으로 빠져 나간다. 한편, 이열은 또한 주형내로 불어들어온 가스질의 물질에 의해 밖으로 빠져 나간다. 냉각수에 의한 열이동은 용융강→가스질의 물질→소결판(1)→보호판(2)→냉각수의 순서에 따라 이루어진다.

본 발명의 제2실시예는 제10도에 따라 참고로 서술된다. 제1실시예에서와 같은 역활을 갖는 유사, 동일부품과 구성분자들은 이 제2실시예에서도 동일참고번호로 표시된다. 제2실시예의 특징은, 제10도에서 보듯, 다공질층(1)의 하부에 있는 내면(1a)이 쎄라믹분말로 구성되고 다공질층(1)의 중앙부에 있는 내면(1b)로부터 하부내면(1a)의 후면부(1c)까지의 부분들이 동분말 혹은 동합금분말과 쎄라믹분말의 혼합물로 구성된다는 것에 있다. 따라서 용융강(A)의 액체의 오목한면(M)에 일치하는 다공질층(1)와 상부내면(1d)이 동분말이나 동합금분말로 구성되기 때문에 비록 좋은 열전도성을 갖는다해도 그것은 부드럽다.

한편으로는 다공질층(1)의 중앙내면(1b)이 동과 쎄라믹으로 구성된 혼합영역이 되기때문에 그것은 중간정도의 열전도성과 경도를 지닌다. 덧붙이면, 다공질층(1)의 하부내면은 쎄라믹영역이 되는데 이는 비록 열전도성이 비교적 나쁘기는 하나 대단히 큰 경도를 갖는다.

상기 언급된 하부내면(1a), 중앙내면(1b) 그리고 후부(1c)가 수많은 기공(5)을 갖는다는 점에 주목해야 한다.

다른 한편으로는, 보호판으로써의 동판(2)은 각각 다공질층(1)의 모든 후면부에 겹쳐지며 동시에 내면에 홈이 파져 있다. 그렇게 함으로써 다공질층(1)과 동판(2)사이에 가스통로(8)를 형성한다. 더우기, 보강판(3)은 각각 동판(2)의 모든 후면부에 겹쳐지며 동시에 내면에 홈이 형성된다. 그렇게함으로써 동판(2)과 보강판(3)사이에서 냉각수가 지나갈 통로부(7)를 형성하게 된다.

상기한 바와 같이 그와 같은 구조로 연속주조에 사용되는 주형으로 용융금속을 끌어내는데 있어서, 액체의 오목한 면(M)이 있는 상부에서 용융강(A)이 비록 높은 온도를 나타낸다고는 하나 이 용융량(A)의 상부에 일치하는 다공질층(1)의 상부(1d)가 좋은 열전도성을 갖는 동분말이나 동합금분말로 만들어지기 때문에 열은 이 다공질층의 상부(1d)와 동판(2)을 통해 냉각수에 의해 효과적으로 제거될 수 있다.

덧붙이면, 용융강(A)열의 일부는 다공질층(1)으로부터 불어오는 고압가스에 의해 밖으로 빠진다. 셸(shell)이 온도하강과 경도증가때문에 주형의 하부에 있는 용융강(A)에서 성장하긴하나, 다공질층(1)의 하부내면(1a)이 경(硬)한 쎄라믹분말로 구성되어 있기때문에 하부내면(1a)은 비록 쎌과 접촉이 된다 하더라도 닳아없어지지 않는다. 따러서 이것은 고압가스의 송풍이 항상 바람직하게 유지되도록 한다. 비록 다공질층(1)의 하부내면(1b)가 비교적 나쁜 열절도성을 갖는다 하더라도 셸의 온도가 이미 감소하였기 때문에 문제를 발생하지 않게된다. 덧붙이면, 비록 다공질층(1)의 중앙내면(1b)이 중간정도의 열전도성과 경도를 갖는다 해도 동분말 혹은 동합금분말과 쎄라믹분말의 혼합영역에 일치하기 때문에 이러한 특성들은 바람직한 것이다. 왜냐하면 중앙내면(1b)에 일치하는 셸의 경도와 온도가 또한 중간정도이기 때문이다.

상기 실시예에서 역시, 동분말 혹은 동합금분말과 쎄라믹분말로 구성되는 혼합영역으로서의 후면부(1c)는 다공질층의 쎄라믹분말로 구성된 하부내면과 동분말 혹은 동합금분말로 구성된 다공질층(1)의 부위사이에 설치된다. 따라서 원래 쉽게 벗겨지는 쎄라믹분말로 구성된 하부내면(1a)이 벗겨지는 것을 방지할 수 있다.

더우기 상기 실시예에 있어서, 기본재로로 동분말이나 그와 유사한 것을 사용한 다공질층과 동판(2)은 각각 설치되어 그들 사이의 열수축 요소에 있어서의 차이에 관해서는 문제점이 없다. 다공질층(1)내에서는 균열이 발생하지 않는다, 수많은 기공(5)이 다공질층(1)내에서 균일하게 만들어질 수 있다. 더우기 다공질층(1)이 닳아 없어진다해도, 오직 다공질층(1)만이 교환된다. 따라서 운전비용이 낮아지게 된다. 이제 제3실시예를 서술해 나가겠다.

제11도에서보듯, 주형(101)은 4개의 편평으로 얇은 내부판(101a,101', 101b, 101b')으로 구성되고 각각은 비자성 재료로 구성되어 있다. 이 실시예에서 한쌍의 내부판(101a, 101b')은 넓은 내부판이고 다른 한쌍의 내부판(101b, 101b')은 좁은 내부판이다. 좁은 내부판(101b, 101b')은 다른 한쌍이 넓은 내부판(101a,101a')의 측단부면(101d)이 돌출부(101c)의 단부면(101e)에 접촉되게 하기위해 붙어있는 그러한 방법으로 설치되어 있는데 단부면(101e')은 양 가장자리에서 정사각형 원통형 벽의 만곡코너를 각각 형성한다.

내부판(101a,101a',101b,101b')은 각 내부가 다공질층의 다공질판(117)으로 형성되고, 훌륭한 열전도성을 갖는 재료로 구성된 보호판(118)은 다공질판(117)의 외부에 설치되며 그리고 양판(117)(118)이 소결되어 기계적으로 혹은 납 땜에 의해 죄어지는 그러한 방법으로 완전하게 구성된다.

불활성가스를 유입하기 위한 갭부분(119)은 판(117)과 판(118)사이에 설치되어 후술하게 될 보강판으로서 빽업(backup)판의 한쪽으로부터 유입되는 불활성가스가 균일하게 퍼지게 한다. 그러므로써 불활성가스가 다공질판(117)에 있는 기공을 통해 주형의 내부면으로 고르게 불어넣어지도록 한다.

내부판(101a,101a',101b,101b') 각각은 비자성 재료로 구성된 보강판으로서 각각의 빽업판(101a,102a',102b,102b')에 의해 지지된다.

제13도, 제14도에서 보듯, 각각의 빽업판의 양측면부는 볼록한부분(102c)과 오목한부분(102d)을 얻기위해 손가락과 같이 불규칙하게 형성된다. 인접된 내부판의 한측면부의 볼록한부분(102c)은 다른 측면부의 오목한부분(102d)에 맞물려 있다. (고리결합) 제12도에서 확실히 도시되어 있듯이 볼트(105)는 볼록한부분(102c)의 한편에서 형성된 구멍(105a)을 관통하고 있으며 오목한부분(102d)내로 나사로 조여져 있다. 벨리빌리스프링(106)은 이러한 볼트(105)에 끼워져 있어 각각의 빽업판이 각각 수직방향으로 조금 움직이는 것을 허용한다.

각 볼트(105a)들은 볼트구멍(103a)과 마찬가지로 각 볼트(105)보다 약간 큰 지름을 갖는다. 그러므로써 인접한 빽업판이 서로 수직방향으로 약간 움직이는 것이 가능하게 해준다.

상술한 것과 같은 방법으로 빽업판(102a,102a',102b,102b')을 배열함으로써 양편의 한쌍의 넓은 내부판(101a,101a')위에 있는 단부표면(101d)은 한쌍의 좁은 내부판(101b,101b')의 돌출부의 단부표면(101e)과 압착되어 있다.

동시에 양편에 있는 한쌍의 좁은 내부판(101b,101b')은 단부표면(101f)과 한쌍의 넓은 내부판(101a,101a')의 후면은 한쌍의 넓은 빽업판(102a,102a')과 압착되어 있다. 덧붙이면, 한쌍의 좁은 내부판(101b,101b')의 후면은 한쌍의 좁은 빽업판(102b,102b')과 압착되어 있다.

정사각형 원통형 전자기코일(109)은 상술한 정사각형 실린더처럼 배치되어 있는 빽업판(102)의 외부원주에 끼워진다. 이러한 전자기코일(109)들은 각 빽업판의 하부후면에 장치된 브래킷(102c')의 밑으로부터 지지된다. 제12도, 제13도에서 본 부분(109a)는 전자기코일(109)의 연결부를 나타낸다.

도면에서 보듯 각 전자기코일(109)높이는 각 빽업판(102)이 높이보다 낮으며 설치상태에서 전자기코일(109)로부터 빽업판(102)의 상, 하부가 돌출되는 그러한 크기를 갖는다.

제11도, 제16도에서 각각 보듯, 한쌍의 좁은 빽업판(102b,102b')의 후면의 상부에서는 상부 물패싱박스(passing box)(108a)가 볼트(111)에 의해 고정되고 반면 제12도, 제16도에서 보듯 후면의 하부에서는 하부물패싱박스(108b)가 볼트(111)에 의해 고정된다.

상술한 바와같이 외부원주에서 전자기코일(109)와 상, 하 물패싱박스(108a,108a',108b,108b')가 설치되어 있는 빽업판(102)은 한쌍의 삽입프레임(sandwiching frame)에 의해 끼워진다.

제13도에서 보듯, 이 한쌍의 삽입프레임(104a,104b)은 상, 하부에서 물통로를 형성하는 박스부분(104c,104d)를 갖는다. 그러므로써 박스부분(104c,104b)의 단부벽(104e)이 한쌍의 넓은 빽업판(102a,102a')의 후면 상하부와 접촉이 되도록 한다.

그리고 동시에 그들은 상, 하, 좌, 우 4개의 버팀봉(tierod)(110)에 의해 고정된다. 제12도, 제15도에서 보듯, 접속부(110a)에 의해 지지되도록 채택된 벨레빌레스프링(106)은 그 양단부에서 각 버팀봉(110)사이에 끼워진다.

즉 상기한 바와같이, 좁은 내부판(101b,101b')이 폭방향에서 열적확산을 할 때 그리고 넓은 빽업판(102a,102a')이 수직방향으로 바깥으로 조금 움직여질 때, 이 한쌍의 삽입프레임(104a,104b)은 벨레빌레스프링(106)의 수축때문에 서로 팽창될 수 있다.

상술한 바와같이 빽업판(102)을 끼워넣은 한쌍의 삽입프레임(104a,104b)들은 한쌍의 행거프레임(112a,112b)에 설치되어 있다. 이들 행커프레임(112a,112b)들은 연속주조장치의 주형장치베이스(보이지 않음)에 설치되어 있다.

각각의 삽입프레임(104a,104b)의 측면(104g)들은 행거프레임(112a,11b)의 측벽(112c)드에 볼트(114)로 고정되어 있다. 이 상태는 제15도에 도시되어 있다.

상술한 바대로, 내부벽(101)이 열적으로 팽창할 때 삽입프레임(104a,104b)이 움직이게 되는 그러한 관계로 삽입프레임(104a,104b)이 행거프레임(112a,112b) 반대쪽으로 조금 움직일 수 있는 그러한 방법으로 이러한 고정(fixing)이 행해진다. 즉, 행거프레임(112a,112b)의 볼트삽입구멍들은 세로구멍(longitudinal holes)로 사용된다. 그리고 그러한 세로구멍(114a)을 통해 삽입프레임의 측벽(104g)에 나사로 죄어지어 묻혀있는 볼트(115)들은 행커프레임(112a,112b)의 반대쪽으로 삽입프레임(104a,104b)과 함께 약간 움직일 수 있다.

각각의 한쌍의 행거프레임(112a,112b)은 상부에 물패싱박스(112d)를 갖고 있으며, 그 안에 다수의 물통로와 물패싱구멍(passing hole)을 갖고 있다. 그러나 그 배치는 한점에 관하여 대칭적 위치관계에 있다.

전자기코일자체는 코일이 감겨져 있는 구멍부(hollon portron)내로 냉각수를 흐르게 함으로써 냉각된다. 제4실시예를 서술해 나가겠다.

제17도에서 보듯 제4실시예에서, 상, 하부에 개방된 원통형 합성주형(201)은연속주조에 있어 용융강과 그 유사한 것을 위한 주형부에 사용된다. 이 합성주형의 외부원주부는 수냉자킷(202)을 갖는 동으로 만들어진 원통형 수냉주형(203)에서 형성된다. 냉각수는 자킷(202)내에 있는 수로(water passage way)(204)를 통해 흐른다.

합성주형(201)의 내부원주부는 동으로 만든 다공질금속체 즉, 소결체에 의한 다공질주형(205)으로 만들어지며 수냉주형(203)과 완전히 결합된다. 그러나 다공질주형(205)에서 주조된 용융금속(206)에서 냉각수로 전달되는 열전달에 기인하는 열방출이 방해되지 않도록 주의를 하여야 한다.

용융금속은 주형내 용융금속(206)의 액상표면 아래에서 주형의 내부캐비티(cavity)의 중앙쪽으로 개방되어 있는 출구를 갖는 노즐(208)을 통하여 주형위에 설치되어 있는 턴디쉬(207)로부터 주조된다.

다공질주형(205)이 내부표면은 용융금속(206)과 접촉을 갖게되고 냉각수와 주형내의 응고층(209)에 의해 형성된 매니스커스 잉곳드(meniscus ingot)(201)는 아래로 연속 인발된다. 따라서 매끄러운 표면으로 끝나게 된다.

얇은 깔개의 공기챔버(air chamber)(211)는 냉각수에 의한 열의 방출을 고려해 수냉주형(203)과 다공질주형(205)사이의 접촉영역에서 형성된다. 그리고 아르곤, 나이트로겐과 같은 불활성가스는 공기통풍통로(212)를 통해 공기챔버(211)쪽으로 압력이 가해진다. 이런 가압된 불활성가스는 다공질주형(205)에 있는 수많은 구멍내로 침투되고 내부주위로부터 분출되고 다공질주형(205)과 잉곳트(210)사이에서 가스막을 이룬다. 그러므로써 잉곳트용 윤활제 역할을 한다.

환상의 원통형 격벽(partiton wall)(213)은 주형(201)이 상부표면위에 설치되어 있으며 턴디쉬(207)의 하부표면은 전술한 것과 같이 주형(201)위에 배치되어 있다.

도면에서 도시한 예어서, 이 환상원통형예격벽(213)은 탄력적으로 팽창할 수 있는 벨로우타입(bellows type)이며 상부단부는 양 표면중의 하나에 부착되어 있다. 즉 이예에 있는 턴디쉬의 하부표면에 부착되어 있다. 반면 하부단부는 주형(201)이 상부표면에 접촉되어 있다.

다공질주형(205)의 내면으로부터 분출된 불활성가스는 공간(214)이 불활성가스로 채워지고 불활성가스로 휩싸이도록 하기위해 격벽(213)내의 공간(214)내로 흐른다. 따라서, 용융금속(206)의 표면은 외부공기로부터 차단된다. 그러므로써 산화에 의한 오염을 방지한다. 그 이후 불활성가스는 갭(gap)으로부터, 예를들면 격벽(213)의 연결표면으로부터 밖으로 누출된다.

참고번호(215)는 불활성가스 앰비언스(ambiencs)내로 돌출된 검사창(inspection window)을 나타낸다. 이창을 통해 주형내의 용융금속(206)표면을 관찰할 수 있다.

본 발명에 있어, 용융금속(206)의 표면에 플럭스를 뿌릴 필요가 없으며 오염을 방지하기 위해 그것을 덮을 필요도 없으며, 잉곳드를 인발하기 위해 윤활제가 필요히지도 않기 때문에, 살포장치(scattering aparatus)는 불필요하다.

더우기 본 발명에서, 용융금속(206)의 노출된 표면으로부터의 방열로 냉각을 감소함으로써 용융금속의 열을 유지하기위하여, 격벽(213)내에 있는 노즐(208)둘레 영역에 있는 아래로 뻗은 환상의 오목한 반사면을 갖는 반사판(216)이 턴디쉬(207)의 하부표면측에 설치되어 있다. 그러므로써 냉각을 위해 냉가수파이프(217)의 배치가 이루어질 수 있게 한다. 반사판(216)은 알루미늄으로 만들어 진다.

일반적으로 불활성가스에 의해 보호되는 용융금속이 금속표면이 가스내에 노출되기 때문에 방열에 기인한 냉각이 증가하는 등의 불리한점이 있기는 하나, 본 발명에서는 반사판에 의해 용융금속표면으로부터 조사된(irradiated)대부분의 복사열량을 반사함으로써 열유지성을 개선하는 것이 가능하다.

이 열량의 정도는 전통적인 빌렛(billet) 연속주조에 의해 연소열유지가 기름을 사용해 이루어지는 경우와 동등하게 일치된다. 따라서 반사판을 사용하는 본 방법은 이후 공정에서 고온의 주조금속을 얻으려고 하는 경우에 유리한 상태를 나타낸다.

Claims (12)

1. 압축가스가 용융금속과 주형의 내면사이로 공급되어 그들 사이에 가스막을 형성하고 용융금속의 주형의 아래방향으로 인발, 연속적으로 주조되게되는 주형에 있어서, 내면에 형성된 금속분말을 함유한 소결재로 구성된 다공질층, 상기 다공질층 외부에 설치된 훌륭한 열전도성을 갖는 재료로 구성된 보호판, 상기 다공질층과 보호판은 기계장치에 의해 완전히 결합하고 상기 다공질층과 보호판 사이에 가스를 집어넣기위한 갭부분이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 연속주조용 주형.
2. 제1항에 있어서, 구종용재료로 구성되는 보강판이 기계장치에 의해 보호판의 후면에 완전히 결합되는 것을 특징으로 하는 연속주조용 주형.
3. 제2항에 있어서, 냉각수를 보낼 통로부가 보호판과 보강판 사이에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 연속주조용 주형.
4. 제1항 또는 3항중 어느한 항에 있어서, 층이 기본재료로 동분말이나 동합금분말을 사용하여 완전히 형성되어지는 것을 특징으로 하는 연속주조용 주형.
5. 제1항에 있어서, 다공질층의 하부내면이 쎄라믹분말로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 연속주조용 주형.
6. 제5항에 있어서, 다공질층의 중앙내면이 동분말 혹은 동합금분말과 쎄라믹분말의 혼합재료로 구성되는 것을 특징으로 하는 연속주조용 주형.
7. 제1항, 3항, 5항, 6항중 어느 하나의 항에 있어서, 다공질층의 하부내면의 후면부분이 동분말 혹은 동합금분말과 쎄라믹분말의 혼합재료로 구성되는 것을 특징으로하는 연속주조용 주형.
8. 제1항에 있어서, 정사각형 원통형 주형벽이 4개의 편평한 내면판으로 구성되고 이 각각의 내면판 안쪽은 다공질 층으로 형성되고 훌륭한 열전도성을 갖는 재료로 구성되는 보호판은 다공질층의 외부에 설치되어 상기 양판은 완전하게 결합되며 불활성가스를 보내기 위한 갭부분이 상기 양판 사이에 설치되어 있으며 상기 각 내면판이 상기 보강판에 의해 지지되고 각 내면판의 측면부가 상호 끼워져 있고 각 보강판 측부는 상호 죄어져 있으며 서로 죄어진 보강판들은 양측으로부터 한쌍의 삽입프레임에 의해 더욱더 삽입되며 상기 각 삽입프레임들의 양측면은 한쌍의 행거프레임에 각각 결합되어 있으며 전자코일이 상기 상호 죄어진 보강판과 한쌍의 삽입프레임과 행거프레임사이에 넣어지며 상기 전자기코일이 보강판의 외부원주의 한부분에 의해 지지되어지는 것을 특징으로 하는 연속주조용 주형.
9. 제8항에 있어서, 보강판이 상하부에서 각각 수냉용 상, 하 물패싱박스(passing box)를 갖고 있는 것을 특징으로 하는 연속주조용 주형.
10. 제6항, 8항, 9항중 어느 한 항에 있어서 전자기코일이 냉각수통로 역활을 하는 코일의 중공 권선부(hollow winding portion)를 갖고 있는 것을 특징으로 하는 연속주조용 주형.
11. 제1항에 있어서, 주형상부면과 턴디쉬 하부면을 연결하기 위해 환상원통형 격벽(partiton wall)이 주형위에 배치되고, 상기 격벽이 상기 표면 양자중 하나에 붙어있고 다른 것에 접촉되어 있고 수냉된 반사판이 아래로 환상형 반사면을 갖고 상기 반사판이 용융금속주입용 노즐둘레에서 턴디쉬 하부면에 있는 격벽에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 연속주조용 주형.
12. 제11항에 있어서, 상기 환상원통형 격벽이 팽창할 수 있는 벨로우타입인 것을 특징으로 하는 연속주조용 주형.

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