KR930000088B1

KR930000088B1 - 연속주조설비에 사용되는 용강의 탕면보호커버

Info

Publication number: KR930000088B1
Application number: KR1019890010801A
Authority: KR
Inventors: 하루오 사카구지; 시로미쓰 이와다니; 도시가쓰 오카오
Original assignee: 히다찌 조오센 가부시기가이샤; 후지이 요시히로
Priority date: 1988-07-29
Filing date: 1989-07-29
Publication date: 1993-01-08
Also published as: FR2634678B1; KR900001441A; DE3925243A1; FR2634678A1; DE3925243C2; US4987949A

Abstract

내용 없음.

Description

연속주조설비에 사용되는 용강의 탕면보호커버

제1도는 본 발명의 제1실시예에 관한 용강의 탕면보호커버를 나타내는 단면도.

제2도는 본 발명의 제2실시예에 관한 용강의 탕면보호커버를 나타내는 단면도.

제3도는 본 발명의 제3실시예에 관한 용강의 탕면보호커버를 나타내는 단면도.

제4도는 종래예를 나타내는 전체단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1A,1B : 주형로울 2 : 위어부재

3 : 용강저류부 4 : 주탕노즐

5 : 중앙부보온재 6A,6B,14 : 스톱퍼

7A,7B : 공간 8A,8B : 측부보온재

10A,10B,15 : 침지벽 11A,11B,18 : 불활성가스공급관

12 : 스래브셀 13 : 보온재

16 : 탕면검출봉 16a : 수평지지부

17 : 레벨검출기

본 발명은, 예를들어 트윈로울형(twin-roll type) 연속주조설비와 같이, 이동주형벽(movoble mold wall)을 보유하는 연속주조설비에 사용되는 용강(溶鋼)의 탕면(湯面)보호커버에 관한 것이다.

트윈로울형 연속주조설비는 금속박판을 연속적으로 주조하는 설비로서 잘 알려져 있다.

이러한 트윈로울형 연속주조설비에는, 이하에 도면을 참고하여 설명되는 바와 같이, 한쌍의 주형로울(이하, 로울이라 칭함)과, 용강을 용강저류부(melt receiver)에 주입하기 위한 주탕(柱湯)노즐이 설치된 턴디시(tundish)와 전기한 로울사이에 용강저류부를 형성하기 위한 위어(weir)부재가 설치되어 있다.

용강저류부내에 저장된 용강은 합류되어서, 로울의 회전에 의해 슬래브(slab)로 되도록 압착된 후에, 그 슬래브가 연신되어 박판이 제조된다. 그러나, 용강저류부에 주입되는 용강의 탕면이 산화되거나 냉각될때, 산화물과, 냉각될때 그 탕면위에 형성된 셀 (shell)과, 턴디시 및 노즐의 내화물로부터 용강의 탕면으로 떠오른 내화물의 용출물 (溶出物)등이 용탕의 유동내로 혼입되어 버린다.

이것이 박판의 내부결합 또는 표면결함의 원인이 된다.

따라서, 용강탕면의 상부를 커버로 덮고, 산화를 방지하기 위해 커버내로 불활성가스를 주입하였다.

또한, 용강탕면을 단열분말로 덮어서, 공기를 차단함과 아울러 온도저하를 방지하고, 내화물의 용출물을 흡착하여 이들이 용강의 유동에 의해 혼입되는 것을 적게하는 것도 고려되고 있다.

그러나, 불활성가스를 사용하는 상기한 종래 방법은 커버내의 공간의 용적이 클뿐만 아니라 표면적이 크므로, 방열용량이 커서 용강의 탕면이 냉각될때 용강의 탕면 위에 셀이 형성되는 문제점이 있었다.

더우기, 단열분말이 사용되는 경우에, 그 분말이 용강의 유동에 의해 혼입되면 슬래브의 두께가 불균일하게 될 뿐만 아니라, 용강에 혼압되는 부유물질로 되어 내부결함이 발생되므로, 제품에도 결함이 발생된다. 따라서, 본 발명은 이동주형벽을 보유하는 연속주조설비에 사용되는 용강의 탕면보호커버를 제공하여 상기한 문제점을 해결할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 의한 보호커버는 서로 평행하게 배치된 한쌍의 이동주형벽과 그 내부에 용강을 저장하기 위해 전기한 이동주형벽 사이에 형성된 용강저류부를 구비한 연속주조설비에 사용되는 용강의 탕면보호커버로서, 전기한 보호커버는 용강의 탕면이 각 이동주형벽에 접촉하게 되는 부분에 인접한 부분이외에 용강의 탕면중앙부에 접촉될 수 있는 중앙부보온재와, 용강의 탕면이 각 이동주형벽에 접촉하게 되는 부분에 인접한 부분위의 공간을 덮고 그것의 선단부가 각 이동주형벽의 표면과 미끄럼접촉되도록 전기한 중앙부보온재 위에 고정되는 측부보온재로 구성되어 있다.

상기한 구성에 의해서, 용강저류부 내에 저장된 용강의 탕면 대부분을 점유하는 중앙부의 표면은 그것에 직접 접촉된 중앙부보온재에 의해 공기와 차단되어 용강의 온도저하가 방지된다.

또한, 용강의 탕면이 이동주형벽과 접촉하게 되는 부분 위의 공간은 용적이 감소되고 측부보온재에 의해 외부와 차단되므로 용강의 온도저하 및 산화가 가능한 한 방지될 수 있다.

한편, 본 발명의 다른 구성에 의하면, 본 발명에 의한 보호커버는 서로 평행하게 배치된 한쌍의 이동주형벽과 그 내부에 용강을 저장하기 위해 전기한 이동주형벽 사이에 형성된 용강저류부가 구비된 연속주조설비에 사용되는 용강의 탕면보호커버로서, 전기한 보호커버는 용강의 탕면위에 부유하면서 용강의 거의 전체탕면을 덮을 수 있는 보온재와, 전기한 보온재로부터 아래쪽으로 돌출되어 이동주형벽의 표면으로부터 소정간격을 두고 그 표면에 거의 평행하게 배치된 침지벽(immersion wall)으로 구성되어 있다.

상기한 구성에 의해서, 용강저류부내에 저장된 용강에 탕면전체는 그것에 접촉된 보온재에 의해 공기와 차단되어 용강의 온도저하가 방지된다.

또한, 침지벽이 보온재의 양측에 설치되어 있으므로, 새로운 용강이 이동주형벽과 침지벽 사이의 공간으로 유입되어 이동주형벽 위의 슬래브셀의 표면층부분이 다시 용융되어 두께의 변동이 제거된다. 우선, 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하기 전에 도면을 참조하여 종래예에 대하여 설명한다.

트윈로울형 연속주조설비가 금속박판을 연속적으로 주조하는 장치로서 종래부터 알려져 있다.

이 트윈로울형 연속주조장치에는, 제4도에 표시된 바와 같이, 서로 평행하게 배치된 한쌍의 주형로울(mold roll)(21A)(21B)과, 양쪽 주형로울(21A)(21B) 사이에 용강저류부(22)를 형성하기 위하여 전기한 로울(21A)(21B)의 끝면에 접촉되도록 배치된 위어부재(23)(한쪽만 도시되어 있음)와, 전기한 용강저류부(22)내에 용강을 주입하기 위한 주탕노즐(24)을 보유하는 턴디시(25)등이 구비되어 있다.

이러한 구성에 의해 박판이 연속적으로 주조되는 경우에, 용강저류부(22)내에 용강이 저장된 상태하에서 로울(21A)(21B)이 화살표(A)방향으로 회전되면, 각 로울 (21A)(21B)위에 형성된 슬래브셀이 하나로 합류되어 양쪽 로울(21A)(21B)의 중앙부에서 압착되어진 슬래브로 된 후에, 계속해서 박판(26)으로 연신된다.

상술한 바와 같이, 상기한 방법으로 제조된 박판은 그것의 내부 또는 외부표면에 이물질(foreign substance)이 포함되는 결점을 나타낸다.

본 발명의 한가지 바람직한 실시예를 제1도를 참조하여 아래에 설명한다. 부호 (1A)(1B)는 이동주형벽의 일종으로 서로 평행하게 배치된 주형로울(이하 로울이라 칭함)을 나타낸다.

용강저류부(3)는 양쪽 로울(1A)(1B)의 끝면에 접촉되도록 배치된 한쌍의 위어부재(2)(이하 위어라고 칭하며 단지 하나만 도시함)와 양쪽 로울(1A)(1B)의 협동에 의해 전기한 양쪽 로울 사이에 형성된다. 부호(4)는 용강을 턴디시(미도시)로부터 용강저류부(3)내로 주입하기 위한 주탕노즐을 나타낸다. 전기한 주탕노즐은 턴디시로부터 아래쪽으로 늘어 뜨려져 설치되어 있다.

용강의 탕면(이하, 탕면이라 함)이 로울(1A)(1B)에 접촉되는 부분에 인접하는 부분 이외에 탕면의 중앙부에 접촉되는 직사각형의 중앙부보온재(5)는 전기한 노즐(4)의 아래쪽에 있는 상하스톱퍼(6A)(6B)에 의해 지지된다.

또, 이 중앙부보온재(5)는, 스톱퍼(6A)(6B) 사이에서 소정높이(h)만큼 움직일 수 있게 되어 있다.

이것은 탕면의 변동에 따르도록 하기 위한 것이다. 또한, 탕면이 각 로울(1A) (1B)에 접촉되는 부분에 인접하는 부분위에 형성된 공간(7A)(7B)를 덮기 위한 측부보온재(8A)(8B)는, 각 로울(1A)(1B)과 평행한 측부보온재의 옆가장자리부로부터 위쪽을 향해 돌출되어 있다.

또, 전기한 측부보온재(8A)(8B)의 선단부하면(9A)(9B)은 각 로울(1A)(1B)의 원주면에 미끄럼접촉할 수 있도록 되어 있다. 따라서, 탕면의 중앙부는 중앙부보온재로 직접 덮히고, 탕면의 각 로울(1A)(1B)쪽의 양쪽 측부의 위에 형성된 공간 (7A) (7B)은 측부보온재(8A)(8B)로 덮힌다.

각 보온재(5)(8A)(8B)의 위어부재(2)쪽 끝면은 위어부재(2)의 표면에 접촉하게 되는 것은 말할 필요도 없다.

다음에, 상기한 각 보온재에 대해 설명한다. 중앙부보온재는, 용강의 탕면에 뜨도록, 비중이 가벼운 세라믹섬유 또는 다기포성(多氣泡性) 내화물로 구성되어 있다.

또, 세라믹섬유 또는 다기포성 내화물 대신에 분말내화재가 사용되는 경우에, 5mm 또는 그 이상의 길이를 보유하는 섬유류 형성된 섬유층(fibrous layer)이 분말내화재의 표면위에 설치되므로 그 분말은 용강내로 유입되지 않는다.

이와 같은 재료를 사용하는 것에 의해서, 내부에 열전도율이 낮은 공기를 함유시킬 수가 있어서, 그 단열성이 높아진다. 또한, 중앙부보온재(5)는, 용강온도에 견디는 티타늄 합금제 상자체의 내부에 세라믹울(wool) 또는 다공성 내화재를 넣은 것도 좋고, 이 구성에 부가하여 내부에 고온의 연소가스를 통과시키도록 하여 보온효과를 높이도록 하여도 좋다.

또, 측부보온재(8A)(8B)로서는, 세락믹이나 금속 등이 사용된다. 그리고, 각 로울(1A)(1B)에 미끄럼접촉할 수 있게 되는 측부보온재(8A)(8B)의 부분은 우수한 미끄럼성을 보유하는 흑연질의 부재를 사용하면 좋다.

따라서, 탕면의 대부분을 차지하는 중앙부의 탕면은 그것에 직접 접촉되는 중앙부보온재(5)에 의해 공기와 차단되며 용강의 온도저하도 방지된다.

또한, 탕면이 각 로울(1A)(1B)에 접촉되는 부분은, 측부보온재(8A)(8B)에 의해 작은 공간(7A)(7B)으로 됨과 아울러 외부와 차단되므로, 방열과 산화가 현저하게 억압되어 용강이 원활하게 혼입된다.

이와 같이, 탕면의 대부분은 중앙부보온재(5)에 직접 접촉되어 덮혀 있으므로, 탕면의 산화 및 온도저하가 단열분말을 사용하지 않고도 방지될 수 있어서, 이 물질이 용강내로 혼합되지 않아 양쪽 로울사이에서 연신도는 슬래브, 즉 박판은 결함을 나타내지 않는다. 또, 산화를 방지하기 위해서는 공간(7A)(7B)에 불활성가스를 공급하는 것이 더욱 바람직하다.

다음에, 본 발명의 다른 바람직한 실시예를 제2도를 참조하여 설명한다. 이 경우에 있어서는, 로울(1A)(1B) 표면으로부터 소정간격을 두고 그 표면에 거의 평행한 침지벽(10A)(10B)이 중앙부보온재(5)의 양쪽 가장자리부로부터 아래쪽으로 돌출되어 각 로울(1A)(1B)에 평행하게 되어 있으며, 측부보온재(8A)(8B)에는 불활성공급관 (11A)(11B)이 연결되어 있다.

상기한 침지벽(10A)(10B)은 용강에 의해 침식되기 어려운 내화재로 성형된다.

구체적으로 설명하면, 강의 종류에 따라 선택되지만 알루미나 그래파이트, 지르코니아 등이 사용된다.

또, 침지벽(10A)(10B)의 침지깊이는, 예를들어 약 10~100mm의 범위내로 선택되고, 침지벽(10A)(10B)과 로울(1A)(1B) 표면사이의 거리는 주조안정성을 고려하여 약 10~40mm의 범위내로 선택된다.

따라서, 로울(1A)(1B)이 화살표(A) 방향으로 회전되면, 슬래브셀(12)의 아래쪽으로의 이동에 따라 그 부근의 용강은 점성때문에, 마찬가지로 아래쪽으로 이동하지만, 이 이동한 분량만큼의 용강을 보충하기 위해서, 화살표(B)로 나타내는 바와 같이, 새로운 용강이 침지벽(10A)(10B)을 넘어서 위쪽으로 유입하여 온다.

이 때문에, 서로 반대방향인 유동의 경계선에 난류영역(turbulent zone)이 생김과 아울러, 새로운 용강이 보유하고 있는 열량에 의해 로울(1A)(1B) 표면에 생성된 슬래브셀(12) 표면의 재용융을 가능하게 하므로, 로울(1A)(1B)의 표면에 형성된 슬래브셀(12)의 두께의 불균일이 해소된다.

이와 같은 구성을 보유하는 경우, 탕면의 산화 및 온도저하가 상기한 바람직한 실시예에서와 같은 방법으로 방지될 수 있을 뿐만 아니라, 탕면이 로울(1A)(1B)에 접촉되는 부분위에 형성된 공간(7A)(7B)내로 불활성가스가 공급되므로, 탕면 위에서의 용강의 산화가 확실하게 방지될 수 있다.

또한, 침지벽(10A)(10B)때문에, 노즐(4)로부터의 고온의 새로운 용강은, 탕면근방에서 위쪽으로 역류하여 혼입부의 탕면(a) 온도를 셀이 발생하지 않는 온도로 유지할 수가 있고, 로울(1A)(1B) 표면에 생성된 슬래브셀(12)의 표층부(응고가 진행하고 있는 면, 즉 셀내면)를 재용융하기 때문에, 슬래브셀(12)의 두께가 균일하게 된다.

또, 이 침지벽(10A)(10B)에 의해서, 노즐(4)로부터의 분출용강이 직접 로울(1A)(1B) 표면의 슬래브셀(12)에 충돌하여 슬래브셀(12)이 두께가 불균일하게 되거나 손상되는 것을 방지하고 있다.

다음에, 본 발명의 제3실시예를 제3도를 참고하여 상세히 설명한다.

이 실시예에서, 주형로울(1A)(1B), 위어부재(2), 용강저류부(3), 및 노즐(4)의 구성은, 제1도에 표시된 실시예의 것들과 동일하다.

이 노즐(4)의 하부에는, 용강탕면의 전체, 정확하게는 탕면과 각 로울(1A)(1B)과의 접촉부근방을 제외한 탕면에 위쪽으로부터 접촉하여 부유하도록 직사각형 단면을 보유하는 보온재(13)가, 승강가능하게 스톱퍼(14)에 의해 지지되어 있다.

또, 상기한 보온재(13)의 양쪽 측부하면에는, 로울(1A)(1B)의 축심과 평행하고 또 로울(1A)(1B) 표면과 소정간격을 보유하는 단면형상이 역삼각형인 침지벽(15)이 돌출되어 설치되어 있다. 또, 보온재(13)의 양쪽 끝부분이 로울(1A)(1B)의 표면에 미끄럼 접촉되지 않도록, 즉 소정의 간격(a)이 확보되도록, 스톱퍼(14)의 위치가 정해져 있고, 이 스톱퍼(14)로부터 위쪽의 위치에서는, 보온재(13)가 탕면을 따라 자유롭게 움직이도록 되어 있다.

그리고, 탕면과 보온재(13)의 사이에 간격이 생기지 않도록, 탕면이 제어되고 있다.

즉, 탕면검출부(16)이 보온재(13) 상면으로부터 돌출되어 주조설비의 한쪽 옆에 고정됨과 아울러, 탕면검출부(16)의 수평지지부(16a)의 위치가 레벨검출기(17)에 의해 검출되어서, 그 레벨값이 탕면제어기(미도시)에 입력되므로, 탕면이 낮으면 용강의 양이 증가되고 탕면이 높으면 용강의 양이 감소되어서, 탕면이 거의 일정한 레벨을 유지한다.

또, N₂가스와 Ar 가스등과 같은 불활성가스를 내뿜기 위한 불활성가스공급관 (18)이 배치되므로, 공기가 로울(1A)(1B)과 보온재(13) 사이의 간격(b)을 통해 용강에 혼입되는 것이 방지된다.

그리고, 상기한 보온재(13)는, 탕면상에 뜨는 것으로, 예를들어 알루미나계 섬유를 압착한 것이 사용되고, 또 보온재(13)의 침지벽(15)으로부터 바깥쪽 끝면까지의 용강쪽 표면에는, 세라믹 코오팅(예를들어 지르코니아)이 실시되어서, 수명의 연명화가 도모되고 있다.

즉, 단열재(13)에 세라믹이 코오팅되지 않으면, 단열재(13)는 열에 의해 용융되어 용강내에서 부유하며, 그후 서서히 용강내로 용입되므로, 이것을 방지하는 것이다.

상기한 구성에 있어서, 주조가 개시되면, 탕면 전체는 직접 접촉된 보온재(13)에 의해서, 공기와 접촉이 차단됨과 아울러 용강의 온도저하가 방지된다.

그리고, 이때에 주입되는 용강의 양은 레벨검출기(17)에 의해 제어되므로, 탕면은 항상 적절한 레벨로 유지된다.

이와 같이, 탕면의 표면전체를 보온재(13)에 의해 직접 접촉시켜 덮도록 하였으므로, 분말을 사용하지 않고 탕면의 산화 및 온도저하를 방지할 수 있으므로, 용강내에서 이물질이 혼입되지 않아서, 양쪽 로울사이로부터 인발되는 슬래브, 즉 박판에는 결함이 생기지 않는다.

또, 열전열재(13)와 로울(1A)(1B) 사이의 간격에는, 불활성가스공급관(18)으로부터 불활성가스가 공급되어서, 용강의 산화가 확실하게 방지되고 있다.

그리고, 로울(1A)(1B)이 화살표(A)로 표시된 방향으로 회전되는 경우에, 로울 (1A)(1B)의 표면위에 형성된 슬래브셀(12)의 아래쪽으로의 이동에 따라 그 근방의 용강은 점성때문에, 마찬가지로 아래쪽으로 이동하지만, 이 이동한 분량만큼의 용강을 보충하기 위해서, 화살표(C)로 나타내는 바와 같이, 새로운 용강이 침지벽(15)을 넘어 위쪽으로 유입되어 온다.

따라서, 서로 반대방향인 유동의 경계선에 난류영역이 생김과 아울러, 새로운 용강이 보유하고 있는 열량에 의해 로울(1A)(1B) 표면에 생성된 슬래브셀(12) 표면의 재용융을 가능하게 하므로, 로울(1A)(1B) 표면에 생성되는 슬래브셀(12)의 두께가 균일하게 된다.

또, 용강의 유동이 폭방향에서 정류화(整流化) 되는 것에 의해 d부분의 용강의 혼입이 안정해서, 보온재(13)의 침지벽(15)으로부터 로울(1A)(1B)쪽의 하면에 슬래브셀(12)이 생성되지 않으므로, 슬래브셀의 혼입현상이 없다.

더구나, 이들 침지벽(15)에 의해서, 노즐(4)로부터의 분출용강이 직접로울 (1A)(1B) 표면의 슬래브셀(12)에 충돌하여 슬래브셀(12)에 두께의 불균일이 생기거나, 손상되는 것을 방지하고 있다.

상기한 각각의 실시예에서는, 위어(2)를 로울(1A)(1B)의 각 끝면에 옆쪽으로부터 미끄럼접촉 가능하도록 하고 있지만, 예를들어 위어(2)를 로울(1A)(1B)의 끝부분의 위쪽으로부터 미끄럼접촉시키도록 하여도 좋다.

또한, 상기한 가가 실시예에서, 중앙부보온재(5) 또는 단열재(13)는 노즐(4)에 의해 지지안내되지만, 위어(2)에 의해 지지안내될 수도 있다.

그리고, 상기한 각 실시예에서는, 트윈로울형 연속주조설비에 대하여 설명하였지만, 벨트형이나 캐터필러형의 연속주조설비에도 적용할 수가 있다.

Claims

서로 나란하게 배치된 한쌍의 이동주형벽(1A)(1B)과, 그 내부에 용강을 저장하기 위하여 전기한 이동주형벽(1A)(1B) 사이에 형성된 용강저류부(3)가 구비된 연속주조설비에 사용되는 용강의 탕면보호커버에 있어서, 용강탕면이 전기한 각 이동주형벽 (1A)(1B)에 접촉되는 부분에 인접하는 부분 이외에 용강의 탕면중앙부에 접촉될 수 있는 중앙부보온재(5)와, 전기한 중앙부보온재(5)위에 부착되어 용강탕면이 각 이동주형벽(1A)(1B)에 접촉되는 부분에 인접하는 부분위의 공간(7A)(7B)을 덮으며 그 선단부가 전기한 각 이동주형벽(1A)(1B)의 표면에 미끄럼접촉되는 측부보온재(8A)(8B)로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 연속주조설비에 사용되는 용강의 탕면보호커버.
제1항에 있어서, 전기한 중앙부보온재(5)로부터 아래쪽으로 돌출되어 전기한 각 이동주형벽(1A)(1B)표면으로부터의 소정간격을 두고 거의 평행하게 배치된 침지벽 (10A)(10B)이 더 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 연속주조설비에 사용되는 용강의 탕면보호커버.
서로 나란하게 배치된 한쌍의 이동주형벽(1A)(1B)과, 그 내부에 용강을 저장하기 위하여 전기한 이동주형벽(1A)(1B) 사이에 형성된 용강저류부(3)가 구비된 연속주조설비에 사용되는 용강의 탕면 보호커버에 있어서, 용강의 탕면위에 부유하여 용강의 탕면 거의 전체를 덮을 수 있는 보온재(13)와, 전기한 보온재(13)로부터 아래쪽으로 돌출되어 전기한 이주형벽(1A)(1B)의 표면으로부터 소정간격을 두고 거의 평행하게 배치된 침지벽(15)으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 연속주조설비에 사용되는 용강의 탕면보호커버.
제3항에 있어서, 용강의 탕면높이를 제어할 수 있도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 연속주조설비에 사용되는 용강의 탕면보호커버.