KR960006041B1 - 쌍로울식 연속주조기 - Google Patents

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Abstract

내용 없음.

Description

쌍로울식 연속주조기
제 1 도는 본 발명의 한 실시예를 표시한 쌍로울식 연속주조기의 단면도.
제 2 도는 제 1 도의 턴디쉬(turn dish)에 있어서의 유량규제 노즐의 부착상태를 표시한 부분적 확대단면도.
제 3 도는 제 1 도의 가압실을 형성하는 커버(cover)의 시일부재(seal member)의 부착상태를 표시한 부분적 확대단면도.
제 4 도는 종래의 쌍로울식 연속주조기의 단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 로울 3 : 용탕(용융금속)
4 : 용융푸울 5 : 턴디쉬
6 : 배출구 7 : 래들
8 : 피더 9 : 통로
10 : 유량규제노즐 12 : 하저탕부
13 : 상저탕부 16 : 지지프레임
18 : 가스압공급원 19 : 관
22 : 제어기 23 : 전환밸브
본 발명은 한쌍의 로울사이상에 용융금속의 용융푸울(pool)을 형성하면서 로울사이로부터 금속박판을 제조하는 쌍로울식 연속주조기에 관한 것이다. 특히, 용융푸울의 탕면(湯面)을 가스 가압하는 구조를 개량한 쌍로울식 연속주조기에 관한 것이다.
근년, 용융금속(이하, "용탕"이라 함)을 회전하는 한쌍의 로울의 간극위에 공급하여 용탕푸울을 형성함과 동시에 이 용탕푸울의 탕면에 가스압을 가하여 로울사이로부터 직접 금속박판을 연속적으로 제조하는 쌍로울식 연속주조기의 연구개발이 이루어지고 있다.
상기 쌍로울식 연속주조기에 있어서는 냉각된 한쌍의 로울에 용탕을 가압상태에서 접촉시키면 열전도율이 높은 상태에서 용탕을 응고시킬 수 있어 주조되는 금속박판의 품질 및 평탄성(平坦性)을 향상시킬 뿐 아니라, 박판의 두께를 증대시킬 수 있는 것으로 알려져 있다.
그리하여, 일본국 특개소 59-137162호 공보에서 턴디쉬(5) 전체를 포위하는 가압실(11)을 형성한 연속주조기가 제안되어 있다(제 4 도 참조).
그러나, 상기 연속주조기에 있어서는 가압실(11)은 로울(1) 사이로 공급하는 용탕을 일시적으로 체류하는 턴디쉬(5) 전체를 포위하는 구조이기 때문에 래들(ladle)로부터 턴디쉬(5)로 용탕을 적절히 보급할 수 없다. 따라서, 가압실(11)내에는 턴디쉬(5)로 용탕(3)을 공급하기 위한 용융로(50)를 설치할 필요가 있고, 가압실(11)이 대형화하는 문제가 파생한다. 또, 턴디쉬(5)가 가압실(11)내에 있으므로 턴디쉬(5)의 유지관리가 곤란하다. 제 4 도에 있어, (51)은 용융로(50)의 출탕구, (52)는 출탕구(51)를 개폐하는 밸브(valve)이다.
본 발명의 한 목적은 가압실의 소형화를 기도함과 동시에 래들로부터 턴디쉬로 용탕을 적절히 공급할 수 있으며, 한편 턴디쉬의 유지관리를 쉽게 할 수 있는 쌍로울식 연속주조기를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 양단부에 사이드위어(side weir)를 배치한 한쌍의 로울사이 위에 턴디쉬로부터 피더(feeder)를 통하여 용탕을 공급하여 용융푸울을 형성하면서 로울사이로부터 금속박판을 제조하도록 한 쌍로울식 연속주조기에 있어서, 상기 로울과 턴디쉬 사이에 용융푸울의 탕면을 가스가압하기 위한 가압실을 형성시킨 것이다.
로울과 턴디쉬 사이에 가압실을 형성시킴으로써 용융푸울의 탕면을 적절히 가압할 수 있고 래들로부터 적절하게 턴디쉬로 용탕을 공급할 수 있다.
이렇게 하여 일정한 용탕량이 용탕푸울에 확보되고, 용탕푸울의 탕면이 가압되어 로울사이로부터 품질좋은 금속박판을 연속적으로 제조할 수 있다. 또, 턴디쉬가 가압실 외부에 위치하고 있기 때문에 턴디쉬의 유지관리를 쉽게 할 수 있다.
한편, 가압실에 일정한 가스압을 공급하는 가스압 공급원을 접속하고 턴디쉬내의 탕면 수위(level)를 밑돌았을때에 상기 가스압 공급원으로부터 가압실로의 가스압의 공급을 제어수단에 의해 차단하도록 하면, 턴디쉬의 탕면 수위가 강하하였을때, 가입실의 가스압에 의하여 용탕이 역류하여 턴디쉬로부터 튀어오르는 폐해를 방지할 수 있다.
본 발명의 한 실시예를 첨부도면에 따라 설명한다.
쌍로울식 연속주조기를 나타내는 제 1 도에 있어서, (1)은 수평 및 평행하게 배치된 한쌍의 로울로써, 이들 로울(1)은 로울사이의 간격 S를 가변 조정할 수 있도록 한쪽 또는 양쪽 로울이 반경방향으로 이동 조절할 수 있도록 지지되고, 화살표로 나타낸 방향으로 회전구동되도록 되어 있다. 또, 로울(1)의 내부는 수냉쟈케트(jacket)로 되어 있다.
양 로울(1)의 축방향 양단부에 사이드위어(2)가 접촉한 상태로 배치되어 로울(1)사이 상에는 용탕(3)을 저장하는 용융푸울(4)이 형성되도록 되어 있다. 로울(1)사이의 상방에는 용융푸울(4)을 형성하도록, 용탕(3)을 거의 일정한 유량으로 공급하기 위한 턴디쉬(5)가 배치되어 있다.
이 턴디쉬(5)의 상부는 개방되고, 저부에는 용탕을 자연 배출하는 배출구(6)가 형성되어 있다. 턴디쉬(5)내에는 래들(7)로부터 용탕(3)이 공급하게 된다. 턴디쉬(5)의 저부에는 배출한 용탕을 용융푸울(4)내로 안내하는 피더(feeder)(8)가 배치되어 있다. 피더(8)에는 용탕(3)의 통로(9)가 형성되어 있다. 피더(8)의 하단부는 용융푸울(4)내로 침지(浸漬)되어 용탕(3)의 비산을 방지하고, 용융푸울 표면(탕면) A의 면적을 줄여 용탕(3)의 표면응고를 가능한 방지하고 있다.
상기 턴디쉬(5)의 배출구(6)에는 제 2 도에 보이는 바와 같이 용탕의 유량을 거의 일정하게 제한하는 유량규제 노즐(10)이 일체적으로 부착되고, 이 노즐(10)의 상부에는 후술하는 가압실(11)의 압력에 상당하는 헤드(Head) H의 깊이로 단면적이 작은 하저탕부(12)가 형성되고, 이 하저탕부(12)의 상부에는 이보다 단면적이 훨신 큰 상저탕부(13)가 형성되어 있다. 상저탕부(13)에 있어 용탕(3)의 헤드 △H에 의해 용탕(3)이 노즐(10)로부터 배출하게 된다. 또, 헤드 △H는 노즐(10)의 입력손실을 고려하여, 노즐(10)으로부터 용탕이 거의 일정한 유량으로 배출할 수 있는 헤드에 설정된다.
H 및 △H는, 가압실(11)의 압력 △P, 노즐(10)으로부터 용탕의 유량을 Q로 할때, 다음식으로 구할 수 있다.
H=C1·△P/ρ
△H=(Q/C2·a)2/2g
ρ : 용탕밀도
C1: 비례정수
C2: 노즐 유량계수
a : 노즐 단면도
g : 중력가속도
따라서, 턴디쉬(5)와 로울(1) 사이에는 용융푸울(4)의 탕면 A에 가스압을 가하기 위한 가압실(11)이 형성되어 있다. 이 가압실(11)은 턴디쉬(5)의 하단부로부터 로울(1) 상면 및 사이드위어(2)에 기밀하게 접속되고, 또 로울(1) 상면과 접촉하는 부분에는 가스압을 차단하는 시일부재(seal member)(15)가 부착되어 있다. 시일부재(15)는 제 3 도에 표시한 바와 같이 커버(14)의 하단부에 지지프레임(support frame)(16)을 통하여 오르내릴 수 있도록 지지되고, 지지프레임(16)내에는 시일부재(15)를 로울(1) 표면에 가압하는 스프링(17)이 부착되어 있다. 또, 시일부재(15)로서는 불소수지 등이 사용된다.
가압실(11)내에는 가스압 공급원(18)으로부터 관(19)을 통하여 일정압력의 가스압이 공급되도록 되어 있다. 압력가스로는 질소가스 등의 불활성 가스가 사용된다.
상기 턴디쉬(5)의 상방에는 턴디쉬(5)의 탕면 수위 B를 검출하는 검출수단으로 텔레비카메라(20)가 배치되고, 이 텔레비카메라(20)에는 탕면 수위 B가 소정수위, 예컨데 헤드 H+α를 밑돌았을때, 상기 가스압 공급원(18)으로부터 가압실(11)로 가스압의 공급을 차단하는 제어수단(21)이 접속되어 있다. 이 제어수단(21)은 제어기(22)와 관(19)에 설치한 전자전환밸브(23)로 구성되어 있다. 제어기(22)는 텔레비카메라(20)로부터 출력신호를 입력하여 그 검출값과 설정값을 비교하여, 검출값이 설정값 이상인 경우는 전환밸브(23)를 X위치로 하고, 검출값이 설정값 이하인 경우는 전환밸브(23)를 X위치로부터 Y위치로 전환하도록 되어 있다.
또, 검출수단으로는 초음파 센서나 육안확인 등으로 할 수 있다. 전환밸브(23) 대신 압력제어밸브를 사용할 수도 있다.
다음에 실시예의 작용에 대하여 설명한다.
래들(7)에 의해 턴디쉬(5)내로 용탕(3)을 공급하면 헤드 △H에 의해 용탕(3)이 노즐(10)로부터 거의 일정한 유량으로 배출되고, 피더(8)의 통로(9)를 통해 로울(1)사이 위로 공급된다. 이로서 로울(1)사이 상에는 용융푸울(4)이 형성되고, 용탕(3)은 로울(1)과 접속하여 응고하면서 로울(1)의 회전에 의해 압출되어 금속박판(24)이 연속적으로 제조된다.
이 제조중에 가압실(11)에는 가스압 공급원(18)으로부터 일정압력의 가스압이 공급되고, 용융푸울(4)의 탕면 A에 일정한 압력이 가하여지고 있으므로 열전도율이 높은 상태로 용탕을 응고시킬 수 있고, 주조되는 금속박판(24)의 품질과 평탄성이 향상된다.
특히, 로울(1)과 턴디쉬(5) 사이에 가압실(11)을 형성시킴으로써 래들(7)에 의해 턴디쉬(5)로 용탕(3)을 적절히 연속 공급할 수 있고, 턴디쉬(5)가 가압실(11)의 외부에 위치하고 있어 턴디쉬(5)의 유지관리가 용이하다.
한편, 피더(8)가 턴디쉬(5)와 일체로 된 가압실(11)내에 배치되어 있으므로 턴디쉬(5)와 피더(8) 사이를 차단할 필요가 없으며, 이들 사이는 틈을 주어도 좋다.
또, 턴디쉬(5)내의 탕면 수위 B가 텔레비카메라(20)에 의해 검출되고 있으며, 그 검출값이 설정값 이상인 경우는 가압가스 공급원(18)으로부터 가압실내(11)로 가압가스가 공급되고 있다. 그러나, 검출값이 설정값 이하인 경우는, 제어기(22)에 의해 전환밸브(23)가 X위치에서 Y위치로 전환되어, 가입실(11)내로 가압가스가 공급되는 것이 차단되고, 가압실(11)내는 대기중에 개방된다. 이에 의해 래들(7)로부터 턴디쉬(5)내로 용탕을 공급하기 시작하는 시동시점과 턴디쉬(5)내의 용탕이 점차 감소하는 종료시점에 있어 가압실(11)의 가스압에 의해 용탕(3)이 역류하여 턴디쉬(5)로부터 튀어오르는 폐해를 방지할 수 있다.
턴디쉬(5)의 내부가 작은 단면적을 가진 하저탕부(12)와 이보다 단면적이 훨씬 큰 상저탕부(13)로 형성되어 있어, 하저탕부(12)에 있어서는 소량의 용탕으로 헤드 H를 확보하기 쉽고, 상저탕부(13)에 있어서는 탕량의 증감에 의한 탕면 레벨 B의 변동을 작게할 수 있다. 즉, 래들(7)의 용탕공급량 변화가 턴디쉬(5)의 탕면 수위 B에 미치는 영향을 작게 할 수 있다.
그런데, 이 피더(8)의 통로(9)는 로울 축방향에 적절한 간격으로 용탕(3)을 분해 공급하므로 그 형상이 복잡하고 직경을 작게 할 경우에는 제작이 곤란하고 주조중에 메꾸어지는 폐단이 발생할 우려가 있다. 그러나, 턴디쉬(5)의 배출구(6)에 유량규제 노즐(10)을 설치하여, 피더(8)의 통로(9)의 직경을 크게 할 수 있고, 그 제작이 용이할 뿐더러, 노즐(10)에 대한 피더(8)의 통로(9)의 위치선정을 쉽게 할 수 있다.
또, 가압실(11)에 공급되는 가압가스의 압력이 일정하더라도 용융푸울(4)의 탕면 A 높이변화에 따라 금속박판(4)의 두께가 변하는 경우도 있다. 이 문제에 대하여는 로울(1)의 회전속도를 조절하거나 턴디쉬(5)의 상저탕부(13)의 헤드 △H의 조절을 하므로 용융푸울(4)의 탕면 A 높이를 조절하고, 이로서 금속박판(24)의 두께를 일정하게 유지할 수 있다.

Claims (9)

  1. 양단부에 사이드위어(2)를 배치한 한쌍의 로울(1), (1)사이 위에 턴디쉬(5)로부터 용탕(3)을 공급하여 용융푸울(4)을 형성하면서 로울사이로부터 금속박판(24)을 제조하도록 한 쌍로울식 연속주조기에 있어서, 상기 로울(1), (1)과 턴디쉬(5) 사이에 용탕푸울(4)의 탕면을 가스가압하기 위한 가압실(11)을 형성시킨 것을 특징으로 하는 쌍로울식 연속주조기.
  2. 제 1 항에 있어서, 턴디쉬(5)로부터 용탕(3)을 로울(1), (1) 사이로 유도하기 위한 피더(8)를 로울 상부와 턴디쉬(5) 하부에 설치된 쌍로울식 연속주조기.
  3. 제 2 항에 있어서, 피더(8)의 하단부가 용융푸울(4)내로 침지되어 있는 쌍로울식 연속주조기.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 가압실(11)이 턴디쉬(5) 하단부로부터 로울 상면 및 사이드위어(2) 상부로 향하여 형성시킨 커버(14)로 형성되어 있는 쌍로울식 연속주조기.
  5. 제 4 항에 있어서, 커버(14)가 로울 표면에 압압접촉되어 가스압을 봉쇄하는 시일부재(15)를 지니고 있는 쌍로울식 연속주조기.
  6. 양단부에 사이드위어(2)를 배치한 한쌍의 로울(1), (1)사이 위에, 턴디쉬(5)로부터 용탕(3)을 공급하여 용탕푸울(4)을 형성하면서 로울사이로부터 금속박판(24)을 제조하도록 한 쌍로울식 연속주조기에 있어서, 상기 로울(1), (1)의 상부 및 턴디쉬 하부에 설치하여 턴디쉬(5)로부터 용탕(3)을 로울사이로 유도하기 위한 피더(8)와, 상기 로울(1), (1)과 턴디쉬(5) 사이에 설치되어 용탕푸울(4)의 탕면을 가스가압하기 위한 가압실(11)과, 이 가압실로 일정한 가스압을 공급하는 가스공급원과 턴디쉬(5)내의 탕면 수위를 검출하기 위한 검출수단과, 이 검출수단에 의해 검출되는 탕면 수위가 소정수위를 밑돌았을때 상기 가스가압원으로부터 가압실(11)로 가스압의 공급되는 것을 차단하는 제어수단(21)을 배치함을 특징으로 하는 쌍로울식 연속주조기.
  7. 제 6 항에 있어서, 턴디쉬(5)가 저부에 출탕용의 용량규제 노즐(10)을 가지며, 이 노즐(10)의 상부에는 가압실(11)의 압력에 상당하는 헤드 깊이로 단면적이 작은 하저탕부(12)가 형성되고 하저탕부(12)의 상부에는 이보다 단면적이 훨씬 큰 상저탕부(13)가 형성되어 있는 쌍로울식 연속주조기.
  8. 제 6 항에 있어서, 검출수단이 텔레비카메라(20)로 되어 있는 쌍로울식 연속주조기.
  9. 제 6 항에 있어서, 제어수단이 가압실(11)과 가압가스 공급원을 연결하는 관(19)에 배설된 전환밸브(23)와 검출수단에 의해 검출된 탕면 수위가 소정수위를 밑돌았을 때에 전환밸브(23)를 차단하는 제어기(22)로 되어 있는 쌍로울식 연속주조기.
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