KR960006043B1 - 용융금속의 비금속 개재물의 제거장치와, 그에 사용되는 전자 코일장치, 턴디시, 그의 이동장치 및, 이들 장치들을 이용한 주조방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

[발명의 명칭]

용융금속의 비금속 개재물의 제거장치와, 그에 사용되는 전자 코일장치, 턴디시, 그의 이동장치 및, 이들 장치들을 이용한 주조방법

[도면의 간단한 설명]

제 1 도는 본 발명에 관한 강의 연속주조용 턴디시 이동장치를 적용한 연속 주조 장치의 1실시예의 모식도.

제 2 도는 제 1 도에 있어서의 턴디시의 평면도.

제 3 도는 본 발명의 강의 연속주조용 턴디시 이동장치에 있어서의 코일의 승강과 턴디시와의 관계를 나타내는 설명도.

제 4 도는 본 발명의 턴디시 이동장치에 있어서의 코일의 수평이동과 턴디시와의 관계를 나타내는 설명도.

제 5 도는 본 발명의 강의 연속주조용 턴디시 이동장치의 1실시예의 평면도.

제 6 도는 제 1 도에 도시한 본 발명 장치의 부분 단면 정면도.

제 7 도는 본 발명의 장치의 다른 실시예의 코일승강 수단의 정면도.

제 8 도는 본 발명의 장치의 다른 실시예의 사시도.

제 9 도는 본 발명의 장치의 다른 실시예의 모식적 평면도.

제10도는 본 발명의 장치의 다른 실시예의 모식적 평면도.

제11도는 본 발명의 장치의 다른 실시예의 모식적 평면도.

제12도는 본 발명의 장치의 다른 실시예의 모식적 평면도.

제13도는 본 발명의 장치의 다른 실시예의 모식적 평면도.

제14도는 본 발명의 강의 연속 주조용 턴디시 이동장치의 다른 실시예를 나타내는 평면도.

제15도는 제14도의 이동장치의 측면도.

제16도는 턴디시와 코일을 정확히 위치 결정하기 위한 가이드의 배치도.

제17도는 제16도의 IV-IV 방향에서 본 부분 단면 평면도.

제18도는 본 발명의 회전유동조 및 부상조를 갖는 비금속 개재물 제거장치의 모식도이며, 제18(a)도는 그의 평면도, 제18(b)도는 그의 측면 단면도.

제19도는 용융금속을 수평회전시킨 경우의 탕면 형상의 모식도.

제20도는 레이들 교환시의 탕면 레벨 저하의 양상을 나태는 모식도.

제21도는 실시예에 사용한 본 발명의 설비의 치수를 나타내는 모식도, 제21(a)도는 그의 평면도, 제21(b)도는 그의 측면 단면도.

제22도는 회전유동조만의 설비의 경우의 회전유동조 반경과 최고 탕면 레벨의 관계를 나타내는 도.

제23도는 실시에의 실험결과를 나타내는 도.

제24도는 제 1 발명의 1실시예를 나타내는 용융금속의 연속 주조용 중간 용기의 평면도.

제25도는 제 1 도를 II - II선에서 본 단면도.

제26도는 제 2 발명의 1실시예를 나타내는 용융금속의 연속 주조용 중간 용기의 평면도.

제27도는 제 3 도를 IV-IV선에서 본 단면도.

제28도는 복수 스트랜드에 적용한 중간용기의 일예를 나타낸 평면도.

제29도는 복수 스트랜드에 적용한 중간용기의 다른 예를 나타낸 평면도.

제30도는 정상부의 제품 결합율 지수의 그래프.

제31도는 비정상부의 제품 결합율 지수의 그래프.

제32도는 본 발명법에 있어서의 슬랙의 입경별 분포도.

제33도는 종래법에 있어서의 슬랙의 입경별 분포도.

제34도는 종래의 중간용기의 일예를 나타내는 단면도.

제35도는 종래의 중간용기의 다른 예를 나타내는 단면도.

제36도는 본 발명의 1실시예를 나타내는 용융금속 중의 비금속 개재물의 제거장치의 평면도.

제37도는 제 1 도에 도시한 장치의 종단면도.

제38도는 유통구를 회전유동조의 저벽에 직접 설치한 경우의 턴디시 내 개재물의 이동을 나타내는 설명도.

제39도는 본 발명의 턴디시 내 개재물의 이동을 나타내는 설명도.

제40도는 부상조의 저벽에 장벽을 설치한 턴디시내 개재물의 이동을 나타내는 설명도.

제41도는 본 발명의 턴디시의 1실시예를 나타내는 사시도.

제42도는 본 발명이 다른 실시예를 나타내는 불량도체용기부의 사시도.

제43도는 제 2 도의 III-III선에서 본 단면도.

제44도는 본 발명의 1실시예를 나타내는 용융금속의 비금속 개재물 제거장치의 단면도.

제45도는 종래의 용융금속의 비금속 개재물 제거장치에 있어서의 용강의 흐름패턴의 설명도.

제46도는 종래의 용융금속의 비금속 개재물 제거장치에 있어서의 다른예에 있어서의 용강의 흐름패턴의 설명도.

제47도는 본 발명의 일실시예를 나타내는 턴디시의 단면도.

제48도는 종래의 턴디시에 있어서의 용강회전 상태의 설명도.

제49도는 종래의 턴디시의 1예를 나타내는 단면도.

제50도는 제50도에 도시한 턴디시의 평면 설명도.

제51도는 본 발명의 턴디시에 있어서의 용강 교반의 설명도.

제52도는 본 발명의 턴디시의 1예를 나타내는 배치도.

제53도는 회전유동조의 양측에 분배조를 갖는 턴디시에 있어서의 코일 배치의 1예를 나타내는 도면.

제54도는 회전유동조의 양측에 분배조를 갖는 턴디시에 있어서의 코일 배치의 다른 예를 나타내는 도면.

제55도는 이동자계에 의해서 용강에 이동력을 부여하는 설명도.

제56도는 본 발명의 1실시예를 나타내는 코일장치를 부착시킨 턴디시의 단면도.

제57도는 본 발명의 1실시예를 나타내는 코일장치를 부착한 턴디시의 단면도.

제58도는 본 발명에 사용하는 냉각장치의 1예를 나타내는 사시도.

제59도는 본 발명에 사용하는 냉각장치의 다른 예를 나타내는 사시도.

제60도는 본 발명의 1실시예를 나타내는 비금속 개재물 제거장치의 단면도.

제61도는 본 발명에 사용하는 냉각장치의 예를 나타내는 사시도.

제62도는 종래의 주입방법을 설명하기 위한 도면.

제63도는 노즐을 사용하지 않고 시일관을 사용하는 종래의 방법을 설명하기 위한 도면.

제64도는 본 발명의 주조방법을 설명하기 위한 도면.

제65도는 실시예 13의 결과를 나타내는 도면.

제66도는 본 발명의 방법을 사용한 용강처리장치의 1예를 나타내는 흐름도.

제67도는 종래의 용강처리장치의 1예를 나타내는 흐름도.

[발명의 상세한 설명]

[기술분야]

본 발명은 강(綱)의 연속 주조설비 등에 있어서 용융금속 중의 비금속 개재물을 분리 제거하기 위한 턴디시(tundish), 이동자강 발생용 전자코일장치, 및 이것들의 이동장치 및 조업 방법을 포함한 용융금속의 비금속 개재물 제거시스템에 관한 것이다.

[배경기술]

고급 박강판의 제조기술 중에서 용강 단계에서의 비금속 개재물 제거는 제품의 불량율을 크게 좌우하는 기술이다. 근래의 용강 청정화 기술의 동향으로서는,

(1) 연속주조에 있어서의 레이들(ladle)과 몰드간의 중간용기, 즉 턴디시의 대형화를 도모하고, 턴디시내에서의 용강 체류시간을 연장함으로써 개재물의 부상을 기대하는 것,

(2) 턴디시내에 다단의 둑을 설치하고, 둑에 의해 용강의 통과 경로를 제어하고, 역시 턴디시내에서의 용강체류시간을 연장하는 것,

(3) 이멀젼(immersion) 노즐 토출공 형상의 변경에 의한 몰드내의 용강류 유동제어를 하여,

몰드내에 있어서, 노즐 토출공으로부터의 용강류에 의해 생기는 몰드 파우더의 말려들어가는 것을 방지하는 것 등을 들수 있다.

그러나, 이것들의 방법으로는 충분한 품질개선효과를 얻을 수 없고 특히 레이들 교환이라고 불리우는 주입의 비정상시의 품질이 문제가 되었다. 그래서 그 대책으로서 일본국 특개소 58-22317호, 동 55-107743호, 특개평 01-312024호 및 동 02-217430호 공보에 개시된 바와 같이 용강을 수평회전류로 하고, 개재물을 부상시키는 방법이 있다. 이것들의 기술은 용융금속과 비금속 개재물에 수평회전에 의한 원심력을 부여하고, 그의 비중차에 의해 비금속 개재물을 선회중심에 모우고, 충돌, 흡착, 응집합체를 촉진함으로써 분리하는 기술이다. 본 기술은 단순히 체류시간을 연장하거나 턴디시내의 용강 통과 경로를 제어하는 방법에 비하여 개재물의 분리효과를 향상시킬 수가 있고, 또 동일 분리 능력을 기대한 경우, 턴디시의 대폭적인 소형화가 가능하다는 점에서 유효하다고 생각된다.

그런데, 특개소 58-22317호 공보로 개시된 기술에서는 선회력의 발생장치를 턴디시의 외측에 단순히 부설하고 있는데 지나지 않고, 또 특개소 55-107743호 공보, 특개평 01-312024호나 동 02-21743호 공보 등에 개시된 기술에서는 턴디시의 외주에 단지 여자코일을 배설하고 있을 뿐이며, 구체적인 설비구성은 전혀 나타나 있지 않다. 따라서, 이것들의 기술을 적용한 경우 턴디시를 수리 등으로 이동시킬 때에는 이 이동량은 상당히 많아지나, 선회력의 발생장치나 여자코일도 함께 이동시키게 되기 때문에, 전원 케이블이나 냉각수 등의 착탈의 제약을 받는다는 문제가 있었다.

특히 선회력을 전자기적으로 부여하는 장치(여자코일)의 경우에는 케이블의 접속 등 많은 인력을 필요로 하고 있으며, 그것들의 작업이 극히 곤란케되어 있다. 반면, 턴디시와 코일의 조합은 사전에 조정할 수 있다는 장점이 있으나 그럼에도 불구하고 상술한 곤란성이 문제이다.

또 특개소 58-22317호나 특개소 55-107743호 공보에서 상술한 수평회전류를 사용하여 용강의 청정화를 도모하는 방법에는 이하와 같은 문제점이 있다.

(1) 용강을 수평회전시킨 경우에는 용강의 외주가 원심력에 의해 포물선(parabola) 형상으로 부풀어 오르고 그 부풀어 오르는 높이는 반경 및 회전수의 자승에 비례하기 때문에, 반경의 증가는 설비높이의 대폭적인 증대를 초래하는 것 외에, 용강 전체를 수평회전시키기 위해서는 클 전자코일이 필요하고, 설비비도 증대하기 때문에 현실적이아니다.

(2) 회전 반경을 작게하는 것은 설비적으로 바람직한 방향이지만, 턴디시 용량으 작게하면 레이들 교환을 실현하기 위한 용강 버퍼 기능이 수행되지 않게 된다.

(3) 회전류에 의해서 갱기는 공기의 말려들어감에 의해 용융금속의 상면의 공기 산화나 내화물의 용손 등이 동시에 진행하고, 용기내에서 생성되는 비금속 개재물이 급격히 증가하여 대형의 비금속 개재물이 유출되어 버린다. 이 대책으로서는 내마모성이 뛰어난 고가의 내화물을 용기 전체에 걸쳐서 사용하고, 또 용기 전체를 가스 등으로 밀봉할 필요가 있어 원가 상승으로 된다.

또 상술한 바와 같이 용융금속의 연속 주조에 있어서, 턴디시 내의 비금속 개재물이나 레이들 슬랙 등(이하, 슬랙이라고 한다)이 주형내에 들어가는 것을 현저하게 감소시키기 위하여, 종래부터, 용융금속의 주조에 있어 슬랙을 분리제거하는 수단으로서 용융금속을 수평으로 회전시켜 용융금속과 슬랙의 밀도차에 의해서 발생하는 원심력의 차를 이용하여, 비금속 개재물을 회전중심으로 집중분리하는 수단(특개소 55-107743호 공보 참조) 또는 수평회전후에 자연 부상에 의해 비금속 개재물을 분리시키는 수단(특개평 01-312024호 공보 참조)를 사용한 것이 있다.

그러나, 어느 경우도 턴디시(54)의 용융금속 회전유동조(54a)의 회전유동부가 레이들 노즐(53) 근방에 잇고, 제34,35도에 도시한 바와 같이 레이들 노즐(53)을 회전하는 용융금속(51)중에 침지시키기 때문에, 용융금속(51)의 유속에 의해 힘을 받는 용손이나 절손 등의 염려가 있다. 제34도에서 부호 58은 턴디시노즐, 59는 주형, 60은 주편이다.

또 상수한 수평회전류를 사용하여 용강의 청정화를 도모하는 방법에는 또 이하와 같은 문제점이 있다.

(4) 수평회전에 의해 개재물을 분리한 용강을 회전조 저부의 단순히 용강의 회전 중심에서 가까운 부분으로부터 유출시키면 턴디시의 용강레벨이 저하하였을 시에는 개재물 분리효과가 감소한다.

(5) 특히 저부, 즉 회전조 내화물의 저면으로부터 직접 용강을 주형내에 유출시키는 경우는 주입의 전역에 걸쳐 뛰어난 개재물 분리효과를 얻는 것이 곤란하다.

이것은 회전조로부터 직접 몰드에 주입하는 형식의 경우도 회전조로부터 부상조(분배조)를 거쳐 주형에 주입하는 경우도 동일하다.

또 일반적으로 턴디시에는 탄소강이 사용되고 있고, 특히 전자강을 인가하는 경우에는 자장의 감쇠를 억제하기 위하여 오오스테나이트계 스테인레스강이 사용되고 있다(일본국 특개평 1-279706호, 특개평 2-217430호 및 특개평 1-312024호 공보참조).

턴디시에 이동자장을 인가하는 경우, 턴디시 용기부재가 탄소강일때는 자계가 감쇠되어서 턴디시 내의 용강에 유효하게 자장을 부여할 수가 없다는 문제점이 있었다.

또 턴디시 용기부재가 스테인레스강일때 자계는 감쇠되지 않으나 전기적으로 양도체이기 때문에 이동자장내에서는 턴디시 용기 부재내에 와전류가 발생하고 그때문에 용기를 움직이려는 힘이 발생하여 용기 전체를 진동시키는 문제가 있었다.

또 상술한 바와 같이, 턴디시 중의 용강의 온도 저하방지와, 이 용강에 회전력을 부여하여 원심력의 차로 용강중의 개재물을 턴디시 중앙에 부상분리하는 방법으로서는 예컨대 일본국 특개평 01-245019호에 기재되어 있듯이 제45도 또는 제46도에 도시한 장치가 본 출원인에 의해 제안되어 있다. 제45도 및 제46도에 도시된 장치의 특징은 턴디시(91)의 주위에 가열을 목적으로 한 솔레노이드 코일(92)과 회전교반을 목적으로 한 이동자계 발생용의 코일(93)을 설치하고 있는 점에 있다.

이 장치는 가열과 회전교반을 각각 개별적으로 기능시키는 경우는 문제가 없으나 동시에 운전시킨 경우에 문제가 생긴다.

제45도 및 제46도에 가열용의 솔레노이드 코일(92)과 교반용의 이동자 발생용 코일(93)을 도시에 운전한 경우의 용강(94)에 발생하는 용강의 흐름패턴을 나타낸다.

가열용의 솔레노이드 코일(92)에 의해서 생기는 용강(94)의 흐름패턴은 「이본 재단법인 성에너지센타 발간 "공업용 전기가열"의 p 111의 제 4 도, 23」에 도시된 도가니 유도로의 경우와 동일하며, 솔레노이드 코일(92)을 중심으로 상하 방향의 반전류(95)가 형성된다는 것을 알 수 있다.

한편, 회전교반을 목적으로한 이동자계 발생용 코일(93)에 의해 생기는 용강의 흐름패턴은 수평 방향의 회전류(96)이다.

따라서 가열용의 코일(92)과 교반용의 코일(93)을 동시에 운전한 경우에는 개재물의 분리를 목적으로한 수평방향의 회전류(96)는 가열용 코일(92)의 운전에 의해서 생기는 상하 반전류(95)에 의해서 흐트러지고, 결과적으로는 수평 방향의 회전류(95)가 약화되기 때문에 개재물의 분리기능이 저하한다는 문제가 생긴다.

또 상술한 바와 같이, 완성품 품질을 결정하는데 있어서의 중요한 요점으로 되는 연속주조설비의 턴디시에 있어서의 개재물 부상 분리기술이 특개평 1-312024호에 개시되어 있다. 즉, 제49도 및 제50도에 도시된 바와같이 직사각형 턴디시(110)에 있어서 레이들(105)로부터의 용강의 낙하조로 되는 회전유동조(110a)의 외주에 이동자계를 발생시키는 반원통의 코일장치(101)를설치하고, 이것에 의해서 상기 조(110a) 내의 용강(106)을 교반하여 비중이 작은 개재물을 원심력으로 부상분리하는 방법을 들 수 있다. 부호 102는 용강통로, 103은 철피, 104는 내화재료, 107은 레이들의 침지노즐, 108은 턴디시의 침지노즐, 109는 용강의 회전을 나타내는 화살표, 110b는 분배조이다.

이 장치에 의해 용강(106)에 수평 회전류(109)를 부여하면, 턴디시(110)의 회전유동조(110a)의 용강회전탕면(106a)은 제48도에 도시한 바와 같이 회전수와의 관계에서 오목면으로 된다. 부호 106b는 용강정지탕면을 나타낸다. 제48도에 도시한 용강의 오목면 깊이를 Z(m), 용강의 회전수를 N(rpm), 회전반경을 r(m), 중력을 g로 하면, 이것들의 관계는 다음 식으로 표시된다.

용강의 회전 탕면(106a)(오목면)이 발생함으로써 생기는 문제로서, 레이들(105)로부터 용강(106)을 산화시키는 일이 없이 주입하기 위한 침지노즐(107)이 지나치게 길면 노즐코스트가 높아질 뿐만 아니라, 열적인 충격 등에 의해 꺽어지기 쉽게 되는 결점이 생긴다.

또 오목면이 발생함으로써 용강표면(106a)의 면적이 크게되기 때문에 용강표면(106a)의 산화가 촉진된다는 문제도 있었다.

또 제49도~제50도의 예에서는 턴디시(110)의 형상이 규정되어 있고 반원통의 코일장치(101)에 의해서 발생하는 이동자계에서 충분한 회전력이 얻어지나, 턴디시(110)의 형상은 제49도~제50도에 한정되는 것은 아니고, 예컨대 제53도 및 제54도에 도시한 형상도 있다.

제53도 및 제54도와 같은 형상의 턴디시(110)의 회전유동조(110a)의 용강에 회전력을 부여하기 위한 코일장치(101)를 설치함에 있어서는 어느 경우도 회전유동조(110a)의 외주가 양측의 분배조(110b)에 의해 2분할되는 형상이기 때문에 각 코일 장치(101a, 101b, 101c, 101d)는 회전유동조(110a)의 외주의 180°를 커버할 수는 없다.

여기서 이동자계에 의해서 용강에 회전력을 부여하는 원리를 제55도와 같이 선(linear) 형의 이동자계 발생용 코일장치의 경우에 관하여 설명한다. 코일은 일반적으로 2극이며, 제55도와 같이 전극(111)으로부터 전극(112)에 자속(113)이 생긴다. 부호 114는 철심, 115는 권선코일이다. 이동자계에 의해서 발생하는 와전류는 지면의 수직방향으로 생기고, 용강(106)에는 이동자계의 이동방향(117)으로 생기는 수평방향의 힘(118)과 이동자계의 이동방향(117)에 대하여 직각방향의 압부력(119)이 발생한다. 수평방향의 힘(118)을 발생하기 위한 자속밀도의 성분은 용강(106)의 수직방향의 성분(120)이다.

따라서, 이동자계에 의해 용강(106)에 유효한 회전력을 부여하기 위해서는 용강(106)의 수직방향의 자속밀도 성분(120)을 크게하는 것이 필요하다. 이 성분을 크게하기 위하여 일반적으로 이동자계 발생용 코일장치의 플피치(121)(코일이 2극인 경우는 코일길이(122)의 1/2)를 크게할 필요가 있기 때문에 코일 길이(122)를 길게하지 않으면 안된다.

제55도와 같은 코일배치에서는 상술과 같이 제49도~제50도에 도시한 배치에 비교하여 코일장치 길이(122)가 짧게 되기 때문에 용강(106)의 수직방향의 자속밀도 성분(120)은 작고, 용강(106)의 회전력도 작게되어 용강(106)중의 개재물 분리가 곤란케된다.

또 상술한 특개평 01-312024호나 특개평 02-217430호에 의하면, 코일장치의 외각은 자기손실이 적은 오오스테나이트계 스테인레스강 등의 금속으로 구성되어 있고, 용융금속용기에 직접 대향하여 배설되어 있다. 상기 코일 장치는 예컨데, 제57도에 도시한 바와 같이 케이싱(152) 내에 코일 본체(151)를 가지며, 이 케이싱(152)에는 금속이 사용되고 있다.

그런데, 코일장치의 케이싱에 금속과 같은 도전체를 사용하는 방법에서는 케이싱 부재 내부에 이동자장에 의해 와전류가 발생하고 발열을 일으켜서 케이싱의 강도저하나 케이싱 내의 코일 본체를 소손 시킨다는 문제가 있었다.

또 상기와 같이 코일장치의 금속 케이싱을 노출한 경우에는 용융금속의 턴디시로부터 방산되는 열을 직접 코일 장치의 금속 케이싱에 받아, 코일장치의 고장을 일으킨다는 문제가 있었다. 또 만일 용융금속의 턴디시로부터 용융금속이 넘처나온 경우, 코일장치를 용손한다는 문제가 있었다.

또 상기와 같이 용융금속 용기주위로 근접하여 코일장치를 배치하는 경우에는 용융금속 용기로부터의 방열이 코일 장치에 직접 전달되어 코일장치의 케이싱 강도 저하와 코일성능의 저하를 초래한다는 문제와 용융금속 용기부재의 온도가 상승하여 강도저하가 생긴다는 문제가 있었다.

또 상술한 바와 같이, 종래부터 용융금속의 주조시에 비금속 개재물의 금속내 침입을 피하는 방법으로서 용기의 유입구로부터 요출구에 단락하는 유속이 큰 용융금속의 흐름에 비금속 개재물이 말려들어가는 것을 방지할 목적으로 턴디시 등에 있어서, 자력에 의한 회전력을 부여하여 비금속 개재물을 원심력에 의해서 분리제거하는 방법이 알려져 있다(일본국 특개소 58-22317호 참조).

또 한편으로, 용기에의 유입구에 있어서 용기에의 낙하 에너지의 의해서 용융금속 표면을 덮었던 산화물의 금속중에의 침입방지의 관점에서 용융금속에 선단을 침지한 노즐을 사용하여 주입하는 방법이 제62도에 도시한 바와같이 일반적이다. 제62도에 있어서, 부호 181은 용융금속, 182는 레이들, 183a는 롱노즐, 184는 턴디시, 186은 서브머지드 노즐(submerged nozzle), 188은 상면덮개, 193은 둑이다.

그러나 회전중 용융금속은 그의 회전중심부가 오목상으로 크게 움푹하기 때문에 노즐을 회전 중심부에 침지할 경우에는 노즐(183a)을 용기의 저부에 달할 정도로 지나치게 길게하면 내화물 원가의 중대에 연결될 뿐만 아니라 강도를 유지하는 것도 곤란하다. 이것을 피하기 위하여 노즐을 회전중심으로부터 떨어져서 침지하는 경우에는 용탕의 회전력에 의해 노즐이 절손한다는 위험성을 무시할 수는 없다.

이에 대하여 침지타입의 롱노즐을 사용하지 않는 용탕 방법에서는 용강표면을 덮은 산화물의 용융금속중(181)의 강제적 침입을 피할 수가 없어 회전력에 의해서, 그의 비금속 개재물을 분리제거할 수 있었다고 하더라도 레이들~회전용기간의 중계부분에 문제가 있었다.

즉, 제63도에 예시한 바와같이, 일반적으로 침지노즐을 사용하지 않는 주탕에 있어서, 주탕류를 공기 산화로부터 방지할 목적으로 사용하고 있는 시일(seal)관 (194)은 주탕류로부터의 금속 스프래시(splash)에 의한 단면적의 감소를 고려하여 레이들 노즐 지름의 4~5배 이상의 지름을 갖는 것이 많다. 그 때문에, 레이들 교환시에 대기에 통하는 개공부가 크고, 그때에 용기중에 공기가 혼입하여, 산소 및 질소농도가, 상승하여 비정상부의 주편품질을 악화시킨다는 문제나, 정상부에 있어서도 레이들과 시일관 사이의 밀봉을 요하는 장소가 많아 불활성 가스도입관(189)을 설치하더라도 밀봉이 불완전하게 되어 마찬가지로 공기가 혼입한다는 문제를 피할 수가 없었다.

또 상술한 바와 같이 턴디시내 용강에 수평회전력을 부여시키고 용강에 원심력을 작용시켜 용강중의 개재물을 비중차에 의한 구심력으로 턴디시 중앙에 부상 분리하는 방법을 적용하는 특개평 1-279706호에 기재된 장치가 제67도에 도시되어 있다. 레이들(201)로부터 턴디시(203)에 노즐(202)을 통하여 주입된 용강(207)에 이동자계 발생 코일(209)로부터 수평 회전류(206)를 부여하고, 용강(207)중의 개재물을 부상 분리시켜 용강(207)의 회전 중심으로부터 편심된 위치로부터 턴디시 노즐(202)을 통하여 청정강을 추출한다.

제67도에 도시한 종래의 방법에서는, 턴디시(203)내 용강(207)은 공기와의 접촉에 의한 재산화를 방지하기 위하여, 가능한한 공기의 혼입을 방지하는 것과 주입시의 스프래시 비산방지를 위하여 턴디시(203) 위에 덮개를 설치하는 경우도 있다.

제67도에 도시한 종래와 같은 장치 구성에서는 턴디시(203)내의 용강(207)의 회전 상황의 판정이 곤란할 뿐만 아니라 연속주조 설비의 일련의 조업패턴(예컨대 주입초기, 정상기, 레이들 교환)으로 각 시기에 적절한 회전력을 부여하고, 개재물의 부상형태를 제어할 수가 없다는 문제가 있었다.

본 발명은 상기 종래 기술의 문제점을 해소하여 턴디시 내의 용강을 선회시키기 위한 여자 코일의 전원케이블이나 냉각수 등의 착탈상의 제약을 받지 않고, 용이하게 턴디시의 교환이나 수리가 가능한 기능이 있는 턴디시 및 부대 설비를 갖는 강의 연속주조용 턴디시 이동장치를 제공하는 것을 주목적으로 하고 있다.

또 본 발명은 턴디시를 이동하기 위한 이동대(통상 턴디시 대차라고 한다)에 미리 코일을 조립하여 두고, 이 코일에 대면하도록 착탈가능한 턴디시를 도입하여 턴디시 내의 용강의 회전유동부와 그의 측벽에 대면하는 코일과의 조합이 신속하게 될 수 있는 구조로 된 강의 연속주조용 턴디시 이동장치를 제공하는 것을 다른 목적으로 하고 있다.

또 본 발명은 이상과 같은 문제점을 해결하는 것으로서, 용융금속중의 비금속 개재물의 분리제거를 효과적으로 또한 경제적으로 실현하기 위한 용융금속 중의 비금속 개재물의 제거장치를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.

본 발명은 이상과 같은 문제를 극복하여 용융금속 중의 소형으로부터 대형까지의 슬랙의 효율적인 분리를 하기 위한 연속 주조용 턴디시를 제공하는 것을 다른 목적으로 하고 있다.

본 발명은 이상과 같은 문제점을 해결하는 것으로서 용강중의 개재물의 분리제거를 레이들 교환시, 정상시 모두 효과적으로 실현하기 위한 용융금속중의 비금속 개재물의 제거장치를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.

본 발명은 상기 문제점을 해결한 용융금속중의 비금속 개재물을 분리 제거하기 위한 진동 억제 턴디시를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.

본 발명은 가열용 코일을 작동하더라도 상하 반전류가 생기지 않도록 함으로써 개재물 분리기능을 확보할 수 있는 용융금속의 비금속 개재물 제거장치를 제공하는 것을 다른 목적으로 하고 있다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하고 용강의 산화를 방지하고 개재물의 분리기능도 확보한 이동자계 발생용 코일장치를 갖는 턴디시를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.

본 발명은 턴디시 용강의 회전교반을 강화하여 용강중의 개재물 분리효과를 향상시키는 이동자계 발생용 코일장치를 갖는 턴디시를 제공하는 것을 다른 목적으로 하고 있다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하여 단열성 혹은 내화성이 개선된 이동자강 발생용 전자 코일 장치를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하여 코일의 성능저하나 소손을 방지한 이동자장 발생용 전자 코일 장치를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하여 용융금속용기로부터의 방열을 촉진하는 장치를 갖는 용융금속의 비금속 개재물 제거장치를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.

따라서, 본 발명은 상술한 바와 같은 문제를 극복하고 레이들로부터 턴디시내로 들어가는 비금속 개재물을 억제한면서, 또한 턴디시 내에 있어서는 적극적인 비금속 개재물의 분리제거를 촉진하는 수단을 사용하여 주조를 안정하게 해하여 품질이 좋은 주편을 얻을 수가 있는 주조방법을 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하고 턴디시내 용강처리의 각 조업기에서 적절한 회전력을 용강에 부여하기 위한 턴디시내 용강처리방법을 제공하는 것을 다른 목적으로 하고 있다.

[발명의 개시]

상기 제 1 의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 제 1 의 형태에 의하여 회전유동조를 갖는 이동식 턴디시 및 코일을 가지며 상기 코일과 상기 턴디시의 회전유동조를 대면하여 접근하도록 상대적으로 이동가능한 구성으로 한 것을 특징으로 하는 강의 연속주조용 턴디시 이동장치가 제공된다.

여기서 상기 턴디시는 주행 또는 선회수단에 의해 이동하는 것이 바람직하다. 또 상기 코일은 승강수단 혹은 주행 또는 선회 수단에 의해 이동가능하게 하는 것이 바람직하다.

상기 제 2 의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 제 2 의 형태에 의하면 이동대와 상기 이동대상의 소정의 위치에 탑재한 회전유동조를 갖는 턴디시와 이 턴디시의 회전유동조 측벽에 접근하여 대면하도록 상기 이동대상에 상대적으로 이동가능하게 탑재된 코일과 상기 코일에의 전력 공급수단을 갖고 이루어진 강의 연속주조용 턴디시 이동장치가 제공된다.

여기서, 상기 이동대는 상기 턴디시와 코일을 소정의 위치에 위치 결정 하기 위한 가이드를 갖는 것이 바람직하다.

또 본 발명 제 3 형태에 의하면 용융금속에 수평 회전류를 부여함으로써 용융금속중의 비금속 개재물을 분리 제거시키는 장치에 있어서, 용융금속을 받아들여서 이것을 수평회전 시키는 회전유동조와 이 회전유동조와 연접하여 유출구를 구비하며, 용융금속중의 비금속 개재물을 부상시키는 부상조를 구비하고 그의 회전유동조 치수를,

h≥0.47×q1/3…………………………………………………………………(1)

tm≥2 …………………………………………………………………………(2)

h : 회전유동조의 최저용강 레벨(m)

q : 부상조로부터의 용강 유출량(ton/min)

tm : 회전유동조내의 용강 평균 체류 시간(min)

을 만족시키도록 구성하여 이루어진 것을 특징으로 하는 용융금속중의 비금속 개재물의 제거장치가 제공된다.

또, 본 발명에 의하면 용융금속에 수평회전류를 부여함으로써, 용융금속중이 비금속 개재물을 분리 제거시키는 장치에 있어서, 용융금속을 받아들여서 이것을 수평회전시키는 회전유동조와 이 회전유동조와 연접하여 유출구를 구비하고 용융금속중의 비금속 개재물을 부상시키는 부상조를 구비하고, 그의 회전유동조 반경 및 부상조 치수를 상기 제 3 의 형태의 정하는 h에 의거하여

h : 회전유동조의 최저용강 레벌(m)

H : 회전유동조의 최고용강 레벨(m)

q : 부상조로부터의 용강 유출량(ton/min)

tm : 회전유동조내의 용강 평균 체류시간(min)

ρ : 용강비중(ton/㎥)

γ : 회전유동조 반경(m)

ω : 회전유동조내 수평회전 속도(rad/min)

g : 중력가속도(m/min2)

tm : 회전유동조에의 최장 주입 정지 시간(min)

a : 부상조의 세로치수(m)

b : 부상조의 가로치수(m)

를 만족시키도록 구성하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 용융금속 중의 비금속 개재물의 제거장치가 제공된다.

또 본 발명에 의하면 적어도 수입조와 회전유동조를 가지며 회전유동조내의 용융금속을 코일에 의해 회전유동시키도록 한 턴디시로서, 상기 수입주와 회전유동조와의 사이에 하방으로 유통공을 갖는 간막이벽을 갖는 것을 특징으로 하는 용융금속의 연속주조용 턴디시가 제공된다.

또 본 발명에 의하면 적어도 수입조와 회전유동조와 유출조를 가지며 회전유동조내의 용융금속을 코일에 의해 회전유동시키도록한 턴디시로서, 상기 수입조와 유출조와의 사이에 회전유동조를 설치하고, 상기 수입조와 회전유동조의 사이 및 회전유동조와 유출조와의 사이에 각각 하방에 유통공을 갖는 간막이 벽을 갖는 것을 특징으로 하는 용융금속의 연속주조용 턴디시가 제공된다.

여기서 상기 유출조는 복수의 유출구를 갖는 것이 바람직하다.

또 본 발명에 의하면 용융금속에 수평회전류를 부여함으로써 용융금속중의 비금속 개재물을 분리 제거시키는 장치에 있어서, 용융금속을 받아들여서 이것을 수평회전시키는 회전유동조와 이 회전유동조와 연접하여 유출구를 구비하고 용융금속중의 비금속 개재물을 부상시키는 부상조를 구비하고 상기 회전유동조와 부상조를 간막 이하는 격벽의 대략 바로 아래이거나 또는 부상조측의 저벽으로부터 돌출하는 장벽을 설치하고 상기 격벽과 장벽과의 사이에 유통구를 형성하는 것을 특징으로 하는 용융금속의 비금속 개재물의 제거장치가 제공된다.

또 본 발명에 의하면 적어도 회전유동조를 가지며, 회전유동조내의 용융금속을 코일에 의해 회전유동시키도록 한 턴디시에 있어서 상기 코일에 의해 인가되는 전자 범위내에 턴디시 회전유동조의 부재를 불량도체로 구성하여 이루어진 진동억제 턴디시가 제공된다.

여기서 상기 불량도체로 구성되는 부재는 보강재로 보강된 불량도체인 것이 바람직하다. 또, 상기 보강제는 철근 또는 카아본 파이버인 것이 바람직하다.

또 본 발명에 의하면 용융금속에 수평회전류를 부여함으로써 용융금속중의 비금속 개재물을 제거시키는 회전유동조를 적어도 갖는 턴디시와 이것에 대향하여 이 주위의 상하에 복수계열의 이동자계 발생용 코일을 가지며, 상기 상계열과 하계열의 코일의 주파수 및/또는 전류를 변경 가능하게 구성하는 것을 특징으로 하는 용융금속의 비금속 개재물 제거장치가 제공된다.

또 본 발명에 의하면 용융금속에 수평 회전류를 부여함으로써 용융금속중의 비금속 개재물을 제거시키는 회전유동조를 적어도 갖는 턴디시와 이것에 대향하여 이 주위의 상하방향으로 복수계열의 이동자계 발생용 코일과 그의 제어장치를 가지며, 상기 상방향의 코일에 의한 용융금속의 회전 속도가 적어도 상기 하방향의 코일에 의한 용융금속의 회전속도 보다도 작아지도록 코일의 전류 주파수 또는 극성을 변경가능하게 구성하는 것을 특징으로 하는 이동자계 발생용 코일장치를 갖는 턴디시가 제공된다.

또 본 발명에 의하면 회전유동조 및 그의 양측에 부상조를 갖는 턴디시와 상기 턴디시의 회전유동조의 외주에 대향하여 배치되는 코일장치를 가지며, 이 코일장치를 복수의 전극을 갖는 동시에 상기 회전유동조를 사이에 끼고 대향하는 위치에 전극을 배치하고, 이 대향하는 전극이 극성이 서로 다르도록 한 것을 특징으로 하는 이동자계 발생용 코일 장치를 갖는 턴디시가 제공된다.

또 본 발명에 의하면 용융금속에 수평회전류를 부여함으로써 용융금속중의 비금속 개재물을 분리제거시키는 회전유동조를 적어도 갖는 턴디시에 대향하여 배설하는 코일장치로서 적어도 용융금속 용기에 면하는 코일 장치의 외면에 단열재를 갖는 것을 특징으로 하는 이동자장 발생용 전자 코일 장치가 제공된다.

또 본 발명에 의하면 용융금속에 수평회전류를 부여함으로써 용융금속중의 비금속 개재물을 분리제거시키는 회전유동조를 적어도 갖는 턴딘시에 대향하여 배설하는 코일 장치로서 적어도 용융금속 용기에 면하는 코일 장치의 케이싱의 내면 및/또는 상기 턴디시의 적어도 상기 코일장치의 대면하는 부분에 냉각장치를 갖는 것을 특징으로 하는 이동자장 발생용 전자코일장치가 제공된다.

여기서 상기 냉각 장치는 물 재킷 또는 수관패널인 것이 바람직하다.

또 본 발명에 의하면 용융금속에 수평 회전류를 부여함으로써 용융금속중의 비금속 개재물을 분리제거시키는 회전유동조를 적어도 갖는 턴디시와 이것에 대향하여 배설하는 코일장치를 갖는 장치로서, 상기 턴디시와 코일장치와의 극간에 냉각용 유체를 분출하는 냉가장치를 갖는 것을 특징으로 하는 용융금속의 비금속개재물 제거장치가 제공된다.

여기서 상기 냉각용 유체는 공기 또는 물안개가 약간 들어간 공기인 것이 바람직하다.

또 본 발명에 의하면 용융금속을 레이들로부터 턴디시를 통하여 주형에 주입하는 주조 방법에 있어서, (a) 턴디시내의 용융금속에 자력에 의한 수평회전류를 부여하고 (b) 턴디시는 밀폐성이 좋은 덮개를 구비하는 동시에 용기내를 주조건 및 주조중에도 불활성 가스에 의해서 치환하면서, (c) 덮개로 밀폐된 턴디시내에 달하고, 또한 회전중의 용융금속에 침지하는 일이 없는 길이의 내화물성 노즐을 통하여 레이들 하부로 부터 용융금속을 턴디시내의 용융금속에 주입하는 것을 특징으로 하는 용융금속의 주조방법이 제공된다.

또 본 발명에 의하면 이동자계 발생코일을 사용한 회전 교반에 의해 용융금속에 오목면을 형성시키고, 이 오목면을 형성한 턴디시에서 용융금속중의 비금속 개재물을 처리할 때에 상기 용융금속의 오목면의 중심부 및 외주부의 높이를 검출하고, 이 검출치로부터 용융금속의 회전수를 연산하고 이 연산치에 의거하여 용융금속의 회전수를 제어하는 것을 특징으로 하는 턴디시내 용융금속 처리방법이 제공된다.

[발명을 실시하기 위한 최량의 형태]

이하에 본 발명의 용융금속의 비금속 개재물 제거시스템을 상세히 설명한다.

먼저 이하에 본 발명에 관한 강의 연속 주조용 턴디시 이동장치를 첨부한 도면에 도시한 바람직한 실시예에 의거하여 더욱 상세히 이하에서 설명한다.

제 1 도는 본 발명의 강의 연속주조용 턴디시 이동장치의 1실시예를 적용하는 강의 연속주조의 일예를 모식적으로 도시한 모식도이다.

먼저, 제 1 도를 참조하여 본 발명의 턴디시 이동장치의 1실시예를 적용하는 강의 연속주조의 개요를 설명하면, 레이들(1)과 턴디시(3)와 몰드(8)를 조합한 장치에 있어서 레이들(1)내의 용강(2)은 에어시일 파이프(4)를 통하여 회전유동조(16)와 분배조(17)를 갖는 턴디시(3)의 회전유동조(16)에 주입된다.

상기 회전유동조(16)에서는 선회력 발생장치(코일)(12)에 의해서 회전유동조(16)내의 용강에 회전력이 부여되고 여기서 회전유동된 용강의 일부는 회전유동조(16)의 저부의 유통구(20)로부터 분배조(17)에 옮겨지고 또 턴디시(3)의 저부에 설치된 슬라이딩 노즐(6) 및 이멀젼 노즐(7)을 경유하여 몰드(8)에 주입되어 소정의 치수로 주조된다.

따라서 이러한 공정으로 회전유동조(16)에서 용강으로부터 비금속 개재물을 분리하고, 분배조(17)를 경유하여 몰드(8)내에 청정한 용강(5)이 주입된다.

제 2 도는 상기 턴디시(3)의 평면도로서 레이들(1)내의 용강(2)은 회전유동조(16)의 대략 중앙의 유입구(18)로부터 주입되고, 코일(12)에 의해서 회전력이 부여되어 화살표와 같이 회전유동한다. 이 회전유동조(16)와 분배조(17)와의 사이에는 간막이벽(19)이 설치되고 상기 용강의 일부는 이 간막이벽(19)에 설치한 유통구(20)로부터 분배조(17)를 거쳐 유출구(21)로부터 몰드(8)에 주입된다.

상기 회전유동조(16)에 주입된 용강(2)중의 개재물의 태반은 회전유동조(16)에서 응집분리되고 그 나머지도 분배조(17)에서 거의 완전히 부상(浮上)분리된다.

여기서 본 발명은 턴디시(3)와 코일(12)과는 별체로 서로 분리되어 있으며, 이것들의 적어도 한쪽이 상대적으로 이동할 수가 있다. 본 발명의 제 1 의 형태에서는 턴디시(3)의 이동수단과 코일(12)의 이동수단과는 별체이며, 턴디시(3)와 코일(12)은 서로 독립하여 이동할 수가 있다. 본 발명의 제 2 의 형태에서는 턴디시(3)와 코일(12)을 동일한 이동대(예컨데 턴디시 대차)위에 탑재되지만 서로 분리되고, 코일(12)은 이동대상에 고정되고 턴디시(3)은 이동대로부터 떼어내는 것이 가능하므로 양자의 상대이동을 가능케하고 있다.

번저 본 발명의 제 1 의 형태인 강의 연속 주조용 턴디시 이동장치에 관한 설명이다.

본 발명의 제 1 의 형태에 있어서는 주입상(鑄入床) 부근에 전후, 상하, 좌우에의 주행 또는 선회에 의해 이동가능케하는 이동장치(13)를 구비한 또는 고정된 코일(12)을 배치한다. 이 코일의 이동량을 적게하거나 또는 없애므로써, 전원 케이블 등의 제약을 받는 일이 없게 된다. 본 형태에서는 턴디시(3)를 코일 이동장치(13)와는 별개의 구동장치(턴디시 구동계)에 의해서 주조위치로 이동한 후, 코일(12)을 이동장치(13)에 의해서 이동시켜 턴디시(3)의 철피에 접근시키거나 또는 코일(12)을 이동장치(13)에 의해서 주조 위치의 소정의 위치로 이동시킨 후에 고정시키고 고정된 코일(12)에 턴디시(3)를 상기 턴디시 구동계에 의해서 이동시키고, 혹은 처음부터 주조위치의 소정위치에 고정되어 있는 코일(12)로 턴디시(3)의 철피를 코일(12)에 접근시킨다. 이 이동에 수반하여 코일(12)용의 전원 및 냉각수의 공급도 추종할 필요가 있으나, 이것을 신축 또는 회전기능을 부가한 공급장치(예컨대 제 7 도에 부호 32로 나타낸 코일용 전원 케이블이나 냉각수용 케이블 등을 포함한 케이블 베어등)를 설치함으로써 해결가능하다.

이에 의해서 주조중의 턴디시내 용강에 선회력을 부여하는 것이 가능하고, 턴디시는 턴디시 구동계에 의해서 고정된 코일에 간섭하는 일이 없이 이동할 수가 있고 턴디시의 이동에 코일이 간섭할 경우라도 또 턴디시를 상기 턴디시 구동계에 의한 선회, 주행 등에 의해서 이동하기전에 일단, 코일을 턴디시로부터 멀리하는 것이 가능하다. 본 발명에 의하면 코일은 주조위치에서 턴디시에 적용할 뿐이고, 즉, 코일 이동장치를 사용하여 착탈하는 것만으로 좋으므로 종래 턴디시의 기수만큼이 필요하였던 코일도 최저 1기로 조업이 가능하다.

본 발명에 사용되는 턴디시 구동계는 특별히 제한적이 아니고 제 9 도에 도시한 바와 같은 궤도(턴디시 대차레일)(9) 위에 실려서 도시하지 않은 모터 등의 구동원에 의해서 상기 턴디시 이동대차(11)를 구동함으로써 주행시켜 턴디시(3)를 이동하기 위한 턴디시 구동계를 구성할 수가 있다. 단, 제 7 도에 도시한 바와 같은 본 발명에 사용되는 턴디시 이동대차(11)는 코일(12)을 실을 필요가 없으므로 제18도에 도시한 턴디시 이동대차(11)보다도 소형이라도 좋은 것은 말할 나위도 없다. 또 턴디시 구동계로서 후술하는 제 5 도 또는 제 8 도에 도시한 바와 같이 터릿(turret)식 이송가대를 사용하여도 좋은 것은 물론이다. 이외에 턴디시 구동계로서 가능하다면 전후, 좌우로 수행시키는 구동계, 상하로 승강하는 구동계 등이라도 좋다. 또 코일(12)이 미리 주조위치의 소정위치에 고정되어 있는 경우에는 턴디시 구동계는 코일(12)과 턴디시(3)와의 사이의 간격을 좁게 조정할 수가 있는 것이 바람직하다.

다음에 본 형태의 가장 특징적인 코일의 이동수단인 코일 이동장치(13)에 관하여 설명한다.

제 3 도에 도시한 코일 이동장치(13)의 경우는 코일(12)을 수직 방향으로 이동(승강)시켜서 턴디시(3)의 철피에 접근시키고, 제 4 도에 도시한 코일 이동장치(13)의 경우는 코일(12)을 수평방향의 이동, 예컨대 주행 또는 선회에 의해서 철피에 접근시키는 것이다. 이것드르이 경우의 코일(12)의 이동에 사용되는 코일 이동장치(13)로서는 유압장치, 스크루잭 등의 일반적인 중량물 이동용의 장치를 사용하면 되고 특별히 한정하는 것은 아니다. 또 이것들의 코일(12)의 이동에 수반되는 물, 전원 케이블, 공기 등의 유틸리티는 이른바 케이블 베어, 로터리 죠인트, 슬리프 링 등의 수단(예컨대, 제 7 도에 부호(32)로 나타낸 코일용 전원 케이블)에 의해서 중계되면 좋다.

다음에 코일 이동장치를 조립한 본 발명의 강의 연속 주조용 턴디시 이동장치의 구체적 실시예에 관하여 구체적으로 설명한다.

제 5 도 및 제 6 도는 본 발명장치의 1구체적 실시예를 도시한다. 제5도 및 제 6 도에 도시한 본 발명의 장치에서 턴디시(3)는 선회수단에 의해, 그리고 코일(12)은 승강 수단에 의해 이동하는 것이다. 제 5 도에는 턴디시 구동계로서 턴디시(3)를 선회수단에 의해 이동하는 터릿식 턴디시 이송가대를 사용하는 것을 나타낸다. 이 경우는 선회중심(22a)에 턴디시 터릿(33)을 설치하고 그의 아암(24)으로 턴디시(3)를 지지하고, 선회중심축(22)을 중심으로 아암(24)을 선회하여 턴디시의 궤적(26)내의 소정위치로 이동할 수가 있다. 여기서, 참조부호 25는 턴디시(3)의 현수구, 참조부호 28은 레이들(1)의 선회중심, 참조부호, 29는 레이들(1)의 스윙탑을 각각 나타낸다.

상기 코일(12)의 승강 수단의 일예를 들면, 예컨대 제 6 도에 도시한 바와 같이 턴디시(3)의 하방에 승강대(코일용 대)(27)를 설치하고 승강대(27)의 하측에 상하 이동장치(30)를 부착하고, 승강대(27)의 위에 코일(12)을 탑재 고정시키고, 공지의 유압 실린더 등의 작동에 의해서 회전유동조(16)에 접근시켜, 주조중의 용강에 자장을 인가한다. 그리고 제 6 도에는 턴디시 구동계의 도시는 생략되어 있다. 또 승강대(27)를 하강시키므로써 코일(12)은 동시에 하강하므로, 간섭하는 일이 없이 턴디시(3)의 선회가 가능케 된다.

다음에 제 7 도에 턴디시(3)는 주행 수단에 의해, 코일(12)은 승강 수단에 의해 이동하는 본 발명의 장치의 다른 실시예의 단면 모식도를 나타낸다.

여기서, 코일(12)은 코일용 대차(10)에 배치되고, 유압 실린더(31)에 의해서 승강된다. 여기서 대차(10)를 내벽면(33)에 따라 매끄럽게 이동시키기 위한 차륜(34)이 대차(10)에 부착된다. 또 코일(12)을 전원에 접속하기 위한 코일용 전원 케이블(32)이 대차(10)를 통하여 부착되고, 이 케이블(32)은 대차(10)의 승강에 대해서는 충분한 길이를 가지며, 하강 위치에서는 U자상으로 매달도록 구성된다. 이외에 코일(12)에 필요한 물, 공기 등의 유틸리티도 이 케이블(32)과 동일하게 공지의 수단에 의해 승강 가능하게 대차(10)를 통하여 코일(12)에 부착된다. 한편, 턴디시(3)는 차륜(34)을 가진 턴디시 대차(턴디시 이동대차)(11)에 배치하여 도시하지 않은 궤도(턴디시 대차 레일) 위에 주행하도록 구성된다. 여기서 몰드의 도시는 생략되어 있다.

또 제 8 도에 턴디시(3)는 선회수단에 의해, 코일(12)은 선회 주행 수단에 의해 이동하는 본 발명의 장치의 다른 실시예의 사시도를 나타낸다. 여기서 턴디시(3)는 턴디시 터릿(23)의 아암(24)에 놓여지고, 선회중심축(22)을 중심으로 하여 선회함으로써 이동된다. 한편 코일(12)은 차륜(34)을 갖는 코일용 대차(10)에 재치고정되고, 선회축(35)을 주심으로 궤도(코일 대차 레일)(36) 위를 선회 주행하여 이동하도록 구성된다. 이렇게 해서, 턴디시(3)를 몰드(8)가 설치되어 있는 연속 주조위치에서 턴디시 터릿(23)에 의해 선회 이동하여 고정시킨 후, 코일(12)을 대차(10)에 의해 선회 주행시켜서 턴디시(3)의 철피에 접근시킬 수가 있다.

이상 턴디시(3)의 이동수단 및 코일(12)의 이동수단에 관하여 구체적 실시예를 들어서, 본 발명의 장치를 설명하였으나, 본 발명은 이것들에 한정되지 않고, 턴디시(3) 및 코일(12)의 이동수단으로서 궤도 주행방식 등의 주행수단 또는 터릿 방식 등의 선회수단 혹은 승강수단의 어느 것을 사용하여도 좋고, 어떻게 조합하여 사용하여도 좋다. 또 턴디시(3)의 교환시에 코일(12)로부터 용이하게 떼어낼 수가 있으면 코일(12)은 몰드(8)가 배설되는 위치에 고정되고, 턴디시(3)의 이동수단에 의해 코일(12)과 턴디시(3)의 회전유동조(16)를 대면하여 근접하는 것도 본 발명에 포함된다. 어느 경우에 있어서도 새로운 턴디시(3)의 교환시에 여자코일(12)을 턴디시(3)와 간섭시키는 일이 없이 턴디시(3)로부터 상대적으로 퇴피시킬 수가 있으므로, 여자코일(12)은 1기로 마칠 수가 있을 뿐만 아니라, 턴디시 대차(터릿 아암)(11)도 작은 것으로 끝낼 수가 있다. 또 상기 각 실시예에 있어서 턴디시(3)을 위치 결정한 후, 코일 이동수단에 의해 코일(12)을 이동하여 턴디시(3)의 회전유동조(16)에 대면 근접시켜서 위치 결정하도록 하여도 좋고, 반대로 코일(12)을 최초로 위치 결정하고, 후에 턴디시를 위치결정하여도 좋다.

예컨대 제9(a)도 및 제9(b)도에 간략화하여 모식적으로 도시하도록 턴디시(3)를 탑재한 턴디시 대차(11)는 레일(주행 궤도)(9) 위를 주행하고, 코일(12)은 선회축(35)을 중심으로 하여 아암(37)에 의해서 선회시키므로써 코일(12)을 착탈시키고 턴디시(3)의 철피에 접근하여 대면시키는 구성으로 하여도 좋다. 여기서 제9(a)도에 있어서는 턴디시 대차(11)는 턴디시(3)의 긴 길이방향의 양측 근방에 부착한 도시하지 않은 차륜에 의해서 레일(9) 위를 긴 길이방향과 직각인 짧은 길이방향으로 주행한다.

반대로 제9(b)도에서 턴디시 대차(11)는 턴디시(3)의 긴 길이방향에 따라서 레일(9) 위를 주행한다.

또 제10도에 도시한 바와 같이 턴디시(3)를 탑재한 턴디시 대차(11)는 그의 긴 길이방향과 직각인 방향으로 레일(9) 위를 주행하고 한편 코일(12)을 탑재한 코일대차(10)는 턴디시(3)의 긴 길이방향에 따라서 레일(36) 위를 주행하고 코일(12)을 턴디시(3)로부터 착탈하는 구성으로 하여도 좋다. 또 제11도에 도시한 바와 같이 턴디시(3)를 탑재한 턴디시 대차(11)에 아암(24)을 부착하여, 선회축(22)을 중심으로 하여 턴디시(3)를 선회시키고, 한편 코일(12)은 코일 대차(10)에 탑재하여 레일(36) 위를 주행시켜서, 코일(12)을 턴디시(3)에 착탈하는 구성으로 하여도 좋다.

상술한 예에서 턴디시(3) 및 코일(12)은 함께 독립하여 이동하는 구성에 관하여 설명하였으나 코일(12)은 몰드 위치에 고정되고 턴디시(3)만은 이동하여 턴디시(3)의 철피를 코일(12)에 접근하여 대면하는 구성으로 하여도 좋다. 예컨대 제12(a)도 및 제12(b)도에 도시한 바와 같이 턴디시(3)를 턴디시 대차(11)에 탑재시켜 레일(9) 위를 주행시켜도 좋다. 여기서 제12(a)도에서는 턴디시 대차(11)에 각각 하나의 회전유동조(16)와 부상조(17)를 갖는 턴디시(3)를 탑재시키고 있으나 제12(b)도와 같이 턴디시 대차에 하나의 회전유동조(16)와 2개의 부상조를 갖는 2연 턴디시(3)를 탑재하는 구성이어도 좋다. 또 제12(a)도 및 제12(b)도와 같이 코일(12)이 고정되어 있는 경우 턴디시 대차(11)를 주행시키는 레일(9)은 장착 및 회피가 가능하게 말단에서 2방향으로 분기시킬 필요가 있다.

또 제13도에 도시한 바와 같이 턴디시(3)를 탑재하는 턴디시 대차(11)를 이것에 부착된 아암(24)에 의해서 선회축(22)을 중심으로 하여 선회하고, 턴디시(3)의 철피를 고정된 코일(12)에 대면하도록 접근하고 또 이격하는 구성으로 하여도 좋다. 여기서, 코일(12)은 턴디시(3)의 회전유동조(16)의 반원주상의 철피를 씌울 필요는 없고, 그의 횡측에 철피와 대면하여 접근배치하여 턴디시(3)내의 용강에 선회력을 부여할 수 있으면 어떤 형상이라도 좋고, 또 분할되어 있어도 좋고 다른 종류의 코일이어도 좋다. 예컨대 초도전 코일을 사용하는 경우등에 적합하다.

이상, 본 발명의 제 1 의 형태의 강의 연속 주조용 턴디시 이동장치에 관하여 여러가지의 구체적 실시예를 들어서 설명하였으나, 본 발명은 도시예에 한정되지 않고, 턴디시 대차에 탑재하는 턴디시의 형상이나 수, 탑재방법 및 이동방향 및 코일의 형상이나 수, 코일대차의 형상 탑재방향 및 이동방향 등 필요에 따라 적당하게 선택할 수가 있다.

다음에, 본 발명의 제 2 의 형태의 강의 연속 주조용 턴디시 이동장치를 제14도~제17도에 도시한 실시예를 참조하면서 설명한다.

턴디시(3)는 제14도 및 제17도에 나타나 있듯이 레일(9) 위를 모터 등의 구동장치(38)에 의해 주행 가능한 이동대, 예컨대 턴디시 대차(11) 위의 턴디시 탑재대(39)에 탑재되어 있다. 턴디시 탑재대로서는 예컨대 턴디시 승강용 웜잭 장치를 들 수가 있다. 이 턴디시 탑재내는 턴디시(3)를 상기 턴디시 대차(11) 위에 탑재한 채로, 탑재 장소로부터 몰드위로 이동하기 위한 것이며, 탑재장소에서 미리 웜잭에 의해 탑재대를 상승시켜 놓고, 다음에 크레인에 의해 턴디시를 탑재대(39) 위에 탑재하고, 이동대를 몰드 위로 이동후에 탑재대를 하강시키는 방법이 바람직하다. 또 턴디시 대차(11)의 일부를 턴디시 탑재대로서 겸용하여 몰드위에서 턴디시를 탑재하여도 좋다.

상기 턴디시 대차(11)에는 턴디시(3)의 회전유동조(16)내의 용강의 일부 또는 전부가 회전유동가능하도록 회전유동조(16) 측벽에 대면하는 위치에 미리 코일(12)이 탑재되어 있다. 이 코일(12)에는 케이블 베어(15)를 통하여 수냉 케이블(32)이 접속되어 있다. 또 턴디시(3)와 코일(12)은 완전히 분리되어 있고, 턴디시(3) 교환시에 코일(12)을 떼어낼 필요는 없다.

그러나 코일(12)과 턴디시(3)와의 간극은 턴디시(3)의 착탈에 필요한 틈(통상 100mm 정도)보다 좁게 하는 것이 전자기력을 용강에 부여하기 위하여 효과적이다.

이를 위하여 턴디시(3)를 턴디시 대차(11)에 탑재할 때에 위치결정이 용이하도록 제16도 및 제17도에 도시한 바와 같은 가이드(40)를 설치하고, 이 가이드(40)에 따라 턴디시(3)를 크레인 등으로 매달아 내리고 또는 매달아 올리면, 신속하고 확실하게 턴디시(3)를 착탈할 수가 있다. 40a는 턴디시측 가이드, 40b는 턴디시 대차측 가이드이다.

본 형태에 의하면 턴디시(3) 교환작업이 종래의 턴디시(3) 본체의 코일(12)을 부착시킨 경우의 턴디시 교환작업에 비교하여 약 50분의 시간 단축이 가능하다. 이 주요한 요인은 케이블(32)의 접속 작업에 기인하고 있으며, 주울열에 의한 코일(12)의 발열을 흡수하기 위하여 코일(12)은 수냉되어 있는 것외에, 특히 이 케이블(32)은 가요성이 결여되어 있고, 이 때문에 케이블 접속작업은 고된 작업으로 된다. 따라서 본 발명에 의해 코일(12)을 미리 턴디시 대차(11) 위에 고정시켰을 시는 케이블 베어(15)내를 통하여 케이블(32)을 코일(12)에 접속할 수 있기 때문에, 턴디시(3) 본체의 교환작업만으로 족하다는 이점이 있다. 또 턴디시(3)의 수리시에, 턴디시 대차(11)에 탑재된 턴디시(3)만을 교환하면 되므로, 종래 턴디시(3)의 기수만큼이 필요하였던 코일도 최저 1기, 작업성을 고려하더라도 수기로 조업가능하다.

또 이와같은 구성을 함으로써 턴디시(3)의 메인터넌스성이 우수해졌다. 즉, 턴디시(3)는 수 차아지 혹은 길어도 수십 차아지의 주조후, 내벽 벽돌 등의 용손에 의해 새로이 보수된 턴디시와 교환할 필요가 있다. 이때 턴디시(3)에 코일(12)을 부착한 상태에서 핸들링하면

(1) 코일 파손

(2) 코일의 절연 저하

등의 문제가 있었으나 본 형태와 같이 코일(12)을 턴디시 대차(11)에 고정시키므로써 상기의 핸들링에 기인하는 문제가 해결되었다.

한편 코일(12)과 턴디시(3)의 상대위치를 확실히 결정하기 위하여 이동대(11)에 직접 또는 턴디시 탑재대를 통하여 상기 가이드(40)를 설치함으로써 정밀도가 좋게 위치 결정이 된다.

본 발명의 제 1 의 형태는 이상 설명한 바와 같이 구성되어 있으므로 용강을 선회시키는 회전유동조를 가진 턴디시에 적합하며 턴디시의 교환, 턴디시의 수리를 하면서 작업하는 것이 가능케 된다. 또 이것에 의해서 케이블, 물, 공기 등의 접속 작업의 빈도는 저하하고, 케이블 자체의 수리 이외에는 접속작업이 불필요하게 되었다. 이에 따라, 이 형식의 턴디시의 실용화가 가능케 된다. 즉, 본 발명에 의해서, 주조중의 턴디시에 선회력을 부여하는 것을 가능하며, 또 턴디시를 선회, 주행 등에 의해서 이동할 때에는 일단, 코일을 턴디시로부터 멀리하게 할 수가 있다. 본 발명에 의하면 코일은 주조 위치의 턴디시에 적용할 뿐이며, 종래턴디시의 기수만큼이 필요하였던 코일도 최저 1기로 조업이 가능케 된다.

또 본 형태에 의하면 턴디시와 코일을 필요한 위치에서 필요한 시기만, 접근할 수 있도록 하고 있기 때문에, 턴디시 교환이나 턴디시 내벽의 수리를 하기 위하여 주조위치 이외에 이동시키는 것이 극히 용이하며, 코일을 구비하지 않은 턴디시와 동일한 운전을 할 수 있게 된다.

본 발명의 제 2 의 형태는 이상 설명한 바와 같이 구성되어 있으므로, 용강에 선회 유동을 부여하기 위한 코일을 이동대에 고정하고, 턴디시와 함께 주행가능케 함으로써 하기의 효과를 나타낸다.

(1) 코일과 케이블의 접속작업이 코일 부착시만으로 족하고, 턴디시 교환이 하기 쉽다.

(2) 턴디시의 메인터넌스시에 코일을 떼어낼 필요가 없다.

(3) 핸드링중의 파손이 없다.

이상 상술한 바와 같이 용강중의 비금속 개재물 제거장치는 턴디시 및 코일의 각각 별체로 구성된다. 그래서 먼저 턴디시의 설계 및 구조에 관하여 설명하고 이어서 코일에 관하여 설명한다.

(A) 턴디시의 설계

본 발명에 의한 용융금속중의 비금속 개재물의 제거장치(턴디시)(50)는 회전유동조(41) 및 부상조(42)를 구비한다. 회전유동조(41)에는 레이들(도시하지 않음)로부터 노즐(43)을 경유하여 용강이 제18도의 화살표로 도시한 바와 같이 주입되고 주입된 용강은 바람직하기는 회전 또는 이동자계장치(44)에 의해 수평회전류가 부여된다. 이것에 의해 용강중의 비금속 개재물 혹은 턴디시(50)의 내화물의 용손(溶損) 등에 의한 비금속 개재물을 회전유동조의 포물선상 와류상에 분리 부상시킨다.

이와 같이 하여 청정화된 용강은 회전유동조(41)의 저부의 유통구(45)로부터 부상조(42)에 들어가고 바로 배치된 용강중의 잔존 비금속 개재물은 부상조(42) 위에 부상하여 분리된다. 이와 같이 하여 한층 청정화된 용강은 유출구(46)를 경유하여 몰드(도시하지 않음)에 주입되어 주조품으로 된다.

그런데 이와같은 회전유동조 및 부상조를 갖는 비금속 개재물 제거장치를 최적화하여 설계하는 것이 요망되고 있다. 특히 정상시, 즉 레이들로부터 용강이 회전유동조에 주입되어 있는 시간영역에 있어서는 회전류에 의해서 포물선상으로 부풀어오르는 용강 때문에 회전유동조의 높이가 문제가 되고 또 비정상시 즉, 레이들의 교환시에 용강이 부상조의 유출구로부터 일방적으로 유출되어가는 시간 영역에서는 회전유동조상에 부상하고 있는 비금속 개재물이 양조의 유통구(45)를 경유하여 유출구(46)로부터 몰드에 유출하지 않도록 하는 것이 중요하다. 특히 비정상시의 상기 문제는 절대로 피하지 않으면 안된다.

본 발명자들은 이와같은 관점에서 비금속 개재물 제거장치의 설계에 관하여 예의 연구한 결과, 이하와 같은 조건을 계산기 시뮬레이션, 물 모델 실험 및 실기규모에 있어서의 예비 실험에 의해서 발견하였다. 그 조건은 (1), (2), (3) 및 (4)식에 나타낸 바와 같으나, 그의 도출 방법을 이하에 나타낸다.

용융금속을 수평회전시키면 원심력에 의해 그의 표면은 제19도와 같이 정지욕면(46)에 대하여 포물선상을 나타낸다. 그의 부풀어오른 높이 ΔH는 다음식에 의해서 표현된다.

r : 회전유동조 반경(m)

ω : 회전유동조내 수평회전속도(rad/min)

g : 중력 가속도(m/min2)

한편, 레이들 교환시에는 유출하는 용강에 의해서 다음식에 나타내는 높이만큼 용기내의 용강 레벨이 저하하게 된다.

q : 부상조로부터의 용강 유출량(ton/min)

tc : 회전유동조에의 최장주입 정지시간(min)

a : 부상조의 세로치수(m)

b : 부상조의 가로치수(m)

ρ : 용강 비중(ton/㎥)

또 수평 회전에 의한 개재물 분리제거효과를 발휘시키기 위한 회전유동조내의 필요 최저 평균 체류시간 tm(=회전유동조내 용강용량÷단위시간당의 용강유출량)을 확보하기 위하여 필요한 탕면레벨은 다음식과 같이 표시할 수 있다.

따라서 레이들 교환시의 버퍼 기능을 고려한 경우에 정상적으로 용강의 유입·유출을 하고 있는 상태에서 회전조에 있어서의 필요한 최고용강 레벨 H(제20도 참조)은 최저 용강 레벨로 용강 표면의 부풀어오른 높이와 레이들 교환시의 레벨 저하분을 상승시킨 높이로 되고 다음식으로 표시된다. 그리고 제20도에서 부호47은 회전유동조의 최저용강 레벨 h에 대응하는 부상조의 용강 레벨을, 48은 회전유동조의 최고 용강 레벨 H에 대응하는 부상조의 용강레벨을 나타낸다.

또 레이들 교환시에 요구되는 최저용강 레벨 h(제20도 참조)은 다음식과 같이 표시할 수 있다.

여기서, 수평회전에 의한 개재물 분리제거효과를 발휘시키기 위한 회전유동조내의 필요 최저 평균 체류시간 및 필요 최저탕면 레벨을 물 모델 실험에 의해서 구한 바, 필요 최저평균 체류시간 tm은 용강 유출 속도에 관계없이 2분이며, 또 필요 최저 용강 레벨 h min은 용강 유출속도의 1/3 곱에 비례하고, 다음 식으로 표시되는 것을 알 수 있다.

hmin=0.47×q1/3…………………………………………………………………(8)

이로써 레이들 교환시에 있어서도 용강의 버퍼기능을 가지면서 수평회전에 의한 개재물 분리제거효과를 발휘시키기 위한 조건으로서 다음의 조건이 발견되었다.

h≥0.47×q1/3……………………………………………………………………(1)

tm≥2 ……………………………………………………………………………(2)

즉, 비정상시(레이들 교환시)에 비금속 개재물이 회전조로부터 부상조의 유출구를 경유하여 몰드에 이르지 않도록 하는데는 (1) 및 (2)식을 만족시킬 필요가 있다.

(1) 및 (2)식을 만족시키는 범위에 있어서 (3)식으로부터 레이들 교환 등의 비정상시에 요구되는 최저 용강 레벨을 만족시키는 회전유동조 반경의 범위를 결정하고, 그 범위내에서 (4)식으로 표시되는 필요 최고용강레벨을 최소로 하는 회전유동조 반경으로 함으로써 목적으로 하는 비금속 개재물의 분리제거효과를 얻으면서, 설비높이를 최소로 하는 경제적인 비금속 개재물의 제거장치를 설계하는 것이 가능케 되었다.

본 발명에 의하면 강판등의 제품 결함의 원인으로 되는 비금속 개재물을 효과적으로 제거하기 위한 장치를 설비의 과대한 증대를 없애고, 제작할 수가 있고, 또한 그 장치를 사용함으로써 레이들 교환시 등의 비정상시에도 안정된 비금속 개재물의 제거효과를 얻을 수가 있으므로, 제품결함율이 저감하여 대폭적인 수율향상이 가능케 되었다.

또 그 결과 큰 설비투자 없이 저코스트로 고청정가을 제조할 수 있게 되었다.

(B) 턴디시의 구성예 I

제24도 및 제25도는 본 발명의 다른 실시예를 나타내는 용융금속의 연속 주조용 턴디시이다.

턴디시(54)는 벽(56)으로 간막이된 회전유동조(54a)를 가지며, 제25도에서 본 벽(56)의 우측의 수입조(54b)의 상방의 레이들(52)의 저부로부터 연장하는 레이들 노즐(53)이 상기 조내에 장입되어 있다.

벽(56)의 하방에는 상기 수입조(54b)와 회전유동조(54a)를 유통하는 개공을 갖는다.

회전유동조(54a)의 외벽에 대향하여 회전자장 발생코일(55)이 배설되어 있다.

상기 회전유동조(54a)에는 저부에 턴디시 노즐(58)을 설치하고, 그의 하방의 주형(59)에 회전유동조(54a)내의 용융금속을 주입하도록 되어 있다. 상기 턴디시 노즐(58)에는 용융금속 유출량을 제어하기 위한 슬라이딩 게이트 또는 스토퍼(도시하지 않음)를 갖는다.

제26도 및 제27도는 제 2 발명의 1실시예를 나타내는 용융금속의 연속 주조용 턴디시이다.

턴디시(54)는 벽(56 및 57)으로 간막이된 회전유동조(54a)를 중앙에 가지며, 제27도에서 보아 벽(56)의 우측의 수입조(54b)의 상방의 레이들(52)의 저부로부터 연장하는 레이들 노즐(53)이 상기 조내에 장입되어 있다.

벽(56)의 하방에는 상기 수입조(54b)와 회전유동조(54a)를 유통하는 개공을 갖는다.

회전유동조(54a)의 외벽에 대향하여 회전자장 발생 코일(55)이 배설되어 있다.

벽(57)의 좌측에는 개공(54e)에서 회전유동조(54a)와 유통하는 유출조(54c)를 갖는다. 이 유출조(54c)에는 저부에 턴디시 노즐(58)을 설치하고 그의 하방의 주형(59)에 유출조(54c)내의 용융금속을 주입하도록 되어 있다. 부호 65는 상기 턴디시 노즐(58)로부터의 용융금속 유출량을 제어하기 위한 스토퍼이다.

이상은 턴디시 노즐(58)이 1개의 경우이지만 본 발명은 연속 주조 복수 스트랜드에서 적용할 수 있다.

즉, 복수 스트랜드의 경우는 일반적으로 스트랜드와 동수의 회전자장 발생 장치(코일)를 필요로 하고 있었으나, 이 코일의 설치를 1개소만으로 하는 것이 가능케 되었다. 제28도 및 제29도는 그의 일예이다.

제28도에서는 수입조(54b) 및 회전유동조(54a)에 대하여 직교하는 위치에 상기 유출조에 대신하여 단면이 직사각형인 분배조(54f)를 설치하고, 이 분배조(54f)의 저부에 복수의 유출구(64)를 갖는다. 이 경우는 1개소에 코일(55)을 설치하는 것만으로 족하다. 63은 레이들(도시하지 않음)로부터 주입되는 용융금속의 유입구이다.

또 제29도에서는 수입조(54b) 및 회전유동조(54a)에 계속하여 연장하는 분배조를 설치하고 있다. 이 경우도 코일(55)은 1개소로 족하다.

다음에, 본 발명의 턴디시의 동작예를 제26도 제27도에 관하여 설명한다. 용융금속(51)은 레이들(52)로부터 레이들 노즐(53)을 통하여 턴디시(54)의 수입조(54b)에 주탕된다. 이 수입조(54b)에서 용융금속은 회전하지 않기 때문에 레이들 노즐은 유속에 의한 용손은 현저하게 감소하고 절손(折損)되는 일도 없다. 또 레이들 교환 등에 의해 부상 슬랙이 용융금속중에 침입하는 일이 있어도 다음조의 회전유동조에서 슬랙은 분리된다. 이 수입된 용융금속(51)은 벽(56)의 개공(54d)을 통과하여 회전자장 발생 코일(55)에서 발생시킨 자장에 의해 회전유동조(54a)의 용융금속을 수평회전시키고 슬랙(62)을 분리한 청정한 용융금속이 벽(57)의 개공(54e)을 통과하여 유출조(54c)에 이르고 여기서 잔존하고 있는 비금속 개재물을 자연 부상시킨 후에 턴디시 노즐(58)에 달한다.

즉, 회전 자장 발생 코일(55)로 회전하는 회전유동조(54a)의 용융금속(61)의 유속에 의해서 생기는 탕면의 변동을 벽(56), 벽(57)의 양벽에서 억제하고 또한 분리 부상한 슬랙(62)을 하류측에 유출하는 것을 방지할 수가 있다.

제24도, 제25도 및 제28도, 제29도의 경우도 수입조(54b)로부터 회전유동조(54a)에 이르는 용융금속으로부터의 슬랙의 분리는 상기와 완전히 동일하다.

본 발명은 이상 설명한 바와 같이 구성되어 있으므로, 턴디시내에 용융금속의 수입조와 벽으로 간막이된 회전유동조를 설치하고, 이 조내에 수평 회전류를 생기게 하여 슬랙분리를 함으로써 효율좋게 고품질의 주조를 행할 수가 있다.

(C) 턴디시의 구성예 Ⅱ

본 발명의 용강중의 개재물 제거장치(턴디시)(80)는 회전유동조(71) 및 부상조(72)를 구비하였다. 회전유동조(71)에는 레이들(도시하지 않음)로부터 노즐(73)을 경유하여 용강(77)이 제37도의 화살표로 표시한 바와 같이 주입되고, 주입된 용강은 바람직하게는 회전 또는 이동 자계장치(이하, 코일이라고 한다)(74)에 의해 제36도의 화살표로 표시한 바와 같이 수평 회전류가 부여된다. 이로인해 용강(77)중의 개재물 또는 턴디시(80)의 내화물의 용손 등에 의한 개재물을 회전유동조의 포물선 형상의 와류상에 분리 부상시킨다.

여기서, 용강은 어느 시간 동안 회전유동조(71)내에 체류하고, 그 후, 격벽(78)에 설치한 유통구(75)를 통하여 부상조(72)로 유출한다. 개재물은 그의 태반이 회전유동조(71)에서 응집 분리되고, 나머지도 부상조(72)에서 거의 완전히 부상한다. 그후 유출구(76)를 통하여 몰드(도시하지 않음)에 도입된다. 또 회전유동조(71)로부터 부상조(72)에의 유통구(75)의 위치는 제36도에 있어서는 유입구(73)와 유출구(76)를 연결하는 선상에 설치한 예를 나타내고 있으나, 이것에 한정되는 것은 아니다.

본 발명에서는 제37도에 도시한 바와 같이 장벽(78a)을 설치하여 유통구(75)의 하단위치를 회전유동조(71)의 저벽으로부터 h만큼 떼어놓는 것이 필요하다. 아무리 개재물 분리 능력이 우수하더라도 유통구(75)를 회전유동조(71)의 저벽에 직접 설치하면, 레이들 교환시에 용강(77)의 레벨이 저하한 경우에는 제38도에 도시한 바와 같이 원심분리효과가 있다고 하나, 회전유동조(71)내에 퇴적한 개재물이나 슬랙(79)의 집적물이 어느정도의 비율로 유통구(75)를 통하여 부상조(72)에 유출하는 것이 확인되고 있다.

이에 대하여 제37도에 있어서, 용강(77)의 레벨이 저하한 경우에는 매우 극단적으로 레벨저하, 혹은 회전조(71)의 개재물이나 슬랙(79)이 대량으로 퇴적하지 않는 한, 제38도에 도시한 바와 같이 부상조(72)에의 개재물이나 슬랙(79)의 유출은 방지된다.

또 제40도에 도시한 바와 같이 유통구(75)의 위치를 회전유동조(71)의 저벽에 설치하고, 또한 부상조(72)의 저벽에 벽돌 등에 의한 장벽(78a)을 설치하여도 좋다.

이 장벽(78a)과 (78)와의 수평거리는 300mm 정도가 바람직하다. 78a가 몰드에의 유출구(76)의 근방에 존재하고 있어서는 개재물이나 슬랙(79)이 부상조(72)에 유출하는 것을 방지할 수 없고, 거의 전량이 유출된다.

즉, 본 발명은 회전유동조(71)와 부상조(72)를 분리함으로써, 레이들 교환 등의 비정상시에 있어서도 용융금속의 버퍼 기능을 설비코스트가 큰 회전부분을 크게 하는 일이 없이 지닐 수가 있는 동시에 부상시간을 확보함으로써 개재물의 분리 효과의 증대가 달성되고, 또, 회전유동조(71)와 부상조(72)와의 사이의 유통구(75)의 위치를 규정함으로써, 개재물의 단락(short circuit)에 의한 부상조에의 유출을 방지할 수가 있고, 개재물의 분리 효과를 보다 한층 확실한 것으로 할 수가 있었다.

즉, 제36도에 있어서, 회전유동조(71)에의 청정화된 용강은 회전유동조(71)로부터의 유통구(75)를 지나 부상조(72)로 들어가고, 정치된 용강중의 잔존 개재물은 부상조(72) 위로 부상하여 분리하여 분리된다. 이와 같이 하여 한층 청정화된 용강은 유출구(76)을 경유하여 몰드(도시하지 않음)로 주입되고, 주조품으로 된다.

본 발명은 이상 설명한 바와 같이 구성되어 있으므로 강판등의 제품 결합의 원인으로 되는 개재물을 효과적으로 제거하기 위한 장치를 설비의 과대한 증대없이 제작할 수가 있고, 또한 그 장치를 사용함으로써 레이들 교환시 등의 비정상시에도 안정된 개재물 제거의 효과를 얻을 수가 있으므로, 제품 결합율이 저감하고, 대폭적인 수율향상이 가능케 되었다.

또 그 결과, 큰 설비투자 없이, 저코스트로 고청정강을 제조할 수 있게 되었다.

(D) 턴디시의 구성예 Ⅲ

이어서 본 발명의 전자 코일 장치를 적용하는 턴디시의 다른 예에서 강의 연속주조의 경우의 개요를 설명하면, 예컨대 레이들과 턴디시와 몰드를 조합한 장치에 있어서 레이들 내의 용융금속은 제41도에 도시한 회전유동조(83)와 분배조(84)를 갖는 턴디시(90)의 회전유동조(83)에 흘러 들어간다.

상기 회전유동조(83)에서는 이동자장 발생용 전자코일(85)에 의해서 회전유동조(83)내의 용융금속에 회전력이 부여되고, 여기서 회전유동된 용융금속의 일부는 회전유동조(83)의 저부로부터 분배조(84)로 옮겨지고 또 턴디시(90)의 저부를 경유하여 몰드에 주입되고, 소정의 치수로 주조된다. 부호 82는 철피이고, 88은 내화재료이다.

따라서, 이러한 공정으로 회전유동조(83)에 있어서 용융금속으로부터 비금속 개재물을 분리하고, 분배조(84)를 경유하여 몰드내로 청정한 용융금속이 주입된다.

본 발명은 상기 코일(85)의 자장내 범위의 턴디시 용기부(81)를 전기적으로 부량도체로 한 것이다.

이동자장내에 놓여진 도체내에는 와전류가 발생하고, 그 와전류로부터 발생한 자장과 이동자장이 작용하여 힘을 발생시키는 결과로 되나, 이동자장내에 놓여지는 것을 전기적으로 불량도체로 함으로써 와전류의 발생을 방지할 수가 있고, 불필요한 힘의 발생을 억제할 수가 있다.

본 발명에 의하면 이동자장내에 놓여진 턴디시의 불량도체 용기부(81)의 부재를 세라믹 등의 전기적으로 불량도체로 하고 있기 때문에, 와전류가 발생하지 않으며, 힘도 발생하지 않으므로, 상기 코일(85)에 의해 인가되는 전자장 범위내의 이동자계에 의해 턴디시(90)에 불필요한 힘이 생기지 않으며, 진동이 억제되고, 턴디시(90)내에 용강의 칭량이 안정되고, 또 용강 표면의 유도의 진정화가 촉진되고, 비금속 개재물 등의 불순물의 용강내의 혼입이 방지될 수 있고, 안정된 주조조업과 강품질이 얻어질 수 있었다.

또 진동이 없어지므로써 턴디시(90)내의 내화재료(88)의 메지의 풀림도 없어지고, 강의 누설의 위험도 방지할 수 있게 되었다.

제41도 및 제43도는 턴디시(90)의 불량도체 용기부(81)의 다른 구성예를 나타낸다. 상기 불량도체 용기부(81)에 보강의 목적으로 금속제와이어를 사용하고 있으나 제43도에 도시한 바와 같이 보강용 와이어끼리가 전기적으로 접촉하지 않도록 세로방향 금속선(86)과 가로방향 금소선(87)을 배치함으로써 와전류의 발생 규모를 미소하게 하고 진동력의 발생을 억제하는 것을 가능케하고 있다.

상기 보강재(86,87)로서는 철근 또는 카아본 파이버가 바람직하나, 엔지니어링 플라스틱 등으로도 좋다.

철근 등의 보강재의 사용량은 그것들에 의해서 발생하는 와전류에 의한 합력이 철피(82)의 경우보다 작게되도록 하는 것이 기준으로 된다.

이상의 설명에 있어서 용융금속으로서 용강을 들었으나 이것에 한정되는 것은 아니다.

그리고 본 발명에 있어서 코일장치는 일반적으로 사용되는 이동자장을 발생시키는 전자 코일 장치며, 예컨대 리니어 모터를 들 수가 있다.

본 발명은 이상 설명한 바와 같이 구성되어 있으므로 코일에 의해 인가되는 전자장 범위내의 턴디시 회전유동조의 부재를 불량도체로 함으로써, 턴디시에 불필요한 힘이 생기지않고, 진동을 억제할 수가 있다는 효과를 나타낸다. 또 이것에 의해 안정된조업과 품질이 얻어진다는 효과를 나타낸다.

또 상기 불량도체로 구성되는 부재를 보강재로 보강함으로써 턴디시내의 내화재료의 메지의 느슨해짐을 방지하고, 용융금속의 누설의 위험을 피할 수가 있다.

(E) 코일의 구성예 Ⅰ

이하에서 본 발명의 용융금속의 비금속 개재물 제거장치를 제44도를 참조하여 더욱 상세히 설명한다.

먼저, 본 형태의 비금속 개재물 제거장치의 일예로서 강의 연속주조의 경우의 개요를 설명하면, 예컨대 제44도에 도시한 바와 같이 레이들(도시하지 않음)과 턴디시(91)와 몰드(도시하지 안음)를 조합한 장치에 있어서, 레이들내의 용강(94)은 턴디시(91)에 흘러 들어간다.

상기 턴디시(91)에서는 이동자계 발생용 코일(93)의 주파수 전환에 의해서 턴디시(91)내의 용강(94)에 회전력과 가열이 부여되고, 비금속 개재물의 부상분리가 촉진된다. 여기서 회전유동된 용강(94)의 일부는 턴디시(91)의 저부에 회전중심과 편심된 위치에 설치한 노즐(97)을 경유하여 몰드에 주입되고, 소정의 치수로 주조된다.

따라서 이러한 공정으로 턴디시(91)내에서 용강(94)으로부터 비금속 개재물을 분리하여, 몰드내에 청정한 용강이 주입된다.

본 발명은 상기 이동자계 발생용 코일로서 턴디시(91)의 외주의 상하에 각각 독립적하여 복수계열의 코일(93)을 설치함으로써 턴디시(91)내의 용강(94)에 필요한 수평회전류(96)를 부여하는 동시에 소망의 용강 온도로 유지할 수가 있다(제44도는 상하 2계열의 코일(93)을 설치하고 있다). 이때 상하코일(3)을 동시에 작동시켜도 가열에 의한 상하 반전류는 발생하지 않는다.

여기서 2계열의 코일(93)을 설치할 경우에는 그의 한쪽을 가열용으로서 다른쪽을 회전용, 또는 그의 반대로서 사용하면 된다. 사용 가열용의 주파수는 50~100Hz, 상기 회전용의 주파수는 0.5~10Hz의 범위가 바람직하다.

비정상시 등의 용강량 감소시에는 하계열 코일을 가열용으로 변경하면 된다.

상하 코일을 다계열로 하고 주파수 또는 전류를 적당하게 변경하면 회전유동조내의 용강량에 따라 또는 용강온도, 개재물량에 따라 세밀한 조정이 가능케 된다.

상기 코일 조건의 변경에 의해, 주파수의 경우는 가열가 회전수이 전환을, 또 전류의 경우는 자계 강도를 각각 변경할 수 있는 구성으로 하였기 때문에 회전유동조내의 용강의 가열과 회전교반을 자유로이 제어할 수가 있다.

그리고 본 발명에 있어서 용융금속은 용강에 한정되는 것은 아니다. 턴디시에 관하여도 적어도 회전유동조를 갖는 것이면 되고, 형상은 한정되지 않는다.

본 발명에 의하면 제44도에 도시한 바와 같이 턴디시(91)의 회전유동조의 상하에 복수계열의 이동자계 발생용 코일(93)을 설치하고 이 어느 한쪽의 코일을 회전교반 주체의 코일로 사용하고 다른쪽의 코일를 가열용 주체의 코일로서 용강의 가열에 적합한 주파수를 인가함으로써 종래의 가열용 코일에 의해서 생기는 상하 반전류(95)의 흐름을 소실할 수 있도록 하였기 때문에 회전교반류(96)에 의해 개재물 분리 기능을 유지하면서, 가열에 의한 용강(94)의 온도 저하 방지를 확보할 수 있다.

본 발명은 이상 설명한 바와 같이 구성되어 있기 때문에 본 발명은 턴디시의 회전유동조의 상하에 복수계열의 가열용 및 회전교반용의 이동자계 발생용 코일을 설치함으로써 가열과 동시에 수평회전류가 얻어지고 개재물의 분리도 달성되고, 양호한 주편 품질을 얻을 수가 있도록 되었다.

(F) 코일의 구성예 Ⅱ

이하에 본 발명이 이동자계 발생용 코일 장치를 갖는 턴디시를 제47도에 의거하여 더욱 상세히 설명한다.

먼저, 본 발명의 턴디시에 의한 비금속 개재물 제거의 일예로서 강의 연속주조의 경우의 개요를 설명하면 예를 들면 제47도에 도시한 바와 같이 레이들(도시하지 않음)과 턴디시(110)와 몰드(도시하지 않음)를 조합한 장치에 있어서, 레이들내의 용강(106)은 턴디시(110)에 흘러 들어간다.

상기 턴디시(110)에서는 이동자계 발생용 코일(101a,101b)에 의해서 턴디시(110)내의 용강(106)에 회전력이 부여되고, 여기서 회전유동된 용강(106)의 일부는 턴디시(110)의 저부에 설치한 노즐(107)(도시하지 않음)을 경유하여 몰드에 주입되고, 소정의 치수로 주조된다.

따라서, 이러한 공정으로 턴디시(110)내에서 용강(106)으로부터 비금속 개재물을 분리하고 몰드내에 청정한 용강이 주입된다.

본 발명은 상기 이동자계 발생용 코일로서 턴디시(110)의 외주의 상하 방향으로 각각 독립하여 복수계열의 예컨대 코일(101a,101b)을 설치함으로써 턴디시(110)내의 용강(106)에 필요한 수평 회전류(109)를 부여하는 동시에 용강 표면의 오목면 깊이를 얕게 유지할 수가 있다(제47도는 상하 제2계열의 코일(101a,101b)을 설치하고 있다). 이때 상하 코일(101a,101b)을 동시에 또는 필요에 따라 한쪽만을 작동시킬 수가 있다.

여기서 상기한 코일(101a,101b)은 적어도 상계열의 코일(101a)에 의한 용강의 회전속도(109a)를 하계열의 코일(101b)에 의한 회전속도(109b)보다도 작게 되도록 인가하는 코일의 전류, 주파수 또는 극성을 적당하게 제어장치(도시하지 않음)로 조정한다. 상기 제어장치로서는 예컨대 사이리스터 인버터나 사이클로 컨버터에 의한 전원장치를 들 수 있다.

상기예는 코일을 상계열과 하계열로 한 것이지만 이것을 3,4…의 복수로 할수도 있고, 이때 회전속도가 아래에서 위로 가는데 따라 작게 되도록 코일의 전류, 주파수 또는 극성을 변경하여도 좋다.

이와 같은 상하방향의 코일을 다계열로하고, 전류, 주파수 또는 극성을 적당하게 변경하면, 회전유동조내의 용강량에 따라, 또는 개재물량에 따라 세밀한 조정이 가능케된다.

상기 코일 조건의 변경은 전류의 경우는 자계강도를 주파수의 경우는 회전을, 극성의 경우는 이동자계의 발생을 각각 변경할 수 있는 구성으로 하였기 때문에 회전유동조내의 용강의 회전 교반과 표면이 오목면 깊이를 자유롭게 제어할 수가 있다.

여기서, 극성의 변경에 관하여 하계열의 회전방향에 대하여 상계열의 회전방향을 반대로 하면 용강의 회전방향으로 브레이크 작용이 작용하여 상층의 용강 회전이 감소하는 것이다.

그리고 본 발명에 있어서, 용융금속은 용강에 한정되는 것은 아니다. 턴디시에 관해서도 적어도 회전유동조를 갖는 것이면 좋고, 형상은 한정되지 않는다.

본 발명에 의하면 턴디시(110)의 회전유동조(110a)의 상하에 이동자계 발생코일(101a,101b)을 설치하여, 용강의 높이 방향의 상하 독립으로 회전수를 제어할 수가 있도록 하였기 때문에, 용강 상층에서는 회전에 의한 오목면 깊이(Z)를 저감하고 레이들(105)로부터 용강(106)을 주입하기 위한 침지 노즐(107)길이는 용강을 회전시키지 않는 경우의 종래길이와 거의 같은 치수로 좋기 때문에 노즐 코스트, 절손의 빈도의 증가를 방지할 수 있고 또 용강 표면의 면적도 종래와 같은 레벨로 할 수 있고, 용강의 산하에 관해서도 종래 레벨로 유지할 수가 있다. 또 용강 하층에서는 개재물 분리기능을 확보하기 회전수를 얻을 수가 있다.

본 발명은 턴디시의 조(槽)에 있어서 상하로 이동자계 발생 코일을 설치하고 용융금속의 높이 방향의 상하 독립으로 회전수를 제어할 수가 있도록 되었으므로 종래의 1개의 이동자계 발생 코일로 회전시킨 경우에 비교하여 레이들의 침지노즐 길이도 짧게 할 수 있을 뿐아니라, 용융금속 산화의 방지가 가능하고, 또 개재물의 분리기능도 확보할 수가 있도록 되었다.

(G) 코일의 구성예 Ⅲ

이하에서 본 발명의 이동자계 발생용 코일 장치를 갖는 턴디시를 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명한다.

본 발명에 있어서 코일장치는 턴디시의 양측의 부상조에 의해서 분할되어서 한쌍으로 되어 있다. 즉, 턴디시는 예컨대 제51도에 도시한 바와 같이 중앙의 회전유동조(110a)에 대하여 양측에 부상조(110b)를 갖는다. 회전유동조(110a)의 외주면은 양측의 부상조(110b)에 의해 분할되어 있기 때문에, 코일 장치(101c) 및 (101d)의 한쌍으로 된다.

각 코일장치(101c,101d)는 각각 원호상의 철심(114)에 등간격으로 권선코일(115)이 배치된다. 이 권선코일(115)의 수는 양측의 부상조(110b)가 제51도에 도시한 바와 같이 회전유동조(110a)내의 용강 회전중심(129)을 지나는 1직선상에 배설되어 있는 경우에는 통상 동수로 되고 또한 각 권선 코일(115)은 회전유동조(110a)내의 용강회전 중심(129)에 대하여 실질적으로 대칭으로 되는 위치에 배치된다.

여기서, 본 발명에서는 예컨대 3상인 경우의 코일장치(101c,101d)를 형성하는전극을 각각 시계 회전 방향으로 A1, B1, C1, D1, E1, F1 및 A2, B2, C2, D2, E2, F2라 하면 각 대칭위치의 극성이 상이하도록 코일선의 감는 방법 또는 인가하는 전류를 변경하고 있다(예를 들면, A1극이 N극이면, A2극은 S극으로 되도록). 이것에 의해 제55도를 사용하여 설명한 바와 같이, 코일(101c,101d)내에서 용강의 수직방향의 자속밀도 성분(120)에 대하여, 회전유동조(110a)내의 용강회전중심(129)에도 자속이 미침으로써 용강에 회전유동조(110a)내의 용강회전중심(129)에도 자속이 미침으로써 회전력을 발생시키기 위한 자속밀도가 커지므로, 큰 회전력이 얻어진다. 즉 제51도에 있어서, 전극 A1으로부터 전극 D1으로 발산하는 자속(113)과 회전유동조(110a)내의 용강 회전중심(129)을 통하여 대칭극 A2으로 발산하는 자속(113a)이 발생한다.

그리고 이상은 제51도 즉 코일 장치를 제54도와 같이 배치한 예에 관하여 설명하였으나, 제53도와 같이 배치한 경우에 관해서도 동일한 작용효과가 얻어진다.

그리고 본 발명에 있어서 용융금속은 용강에 한정되는 것은 아니다.

본 발명은 이상 설명한 바와 같이 구성되어 있으므로 턴디시 내에 있어서의 용강의 회전교반이 강화되고 개재물 분리 효과가 커져서 품질이 양호한 주편을 얻을 수가 있게 되었다.

[(H) 코일장치의 구성예]

이하에서 본 발명의 이동자장 발생용 전자코일장치를 제56도를 참조하여 더욱 상세히 설명한다.

먼저 본 발명의 전자 코일 장치를 적용하는 턴디시의 일예로서 강의 연속주조의 경우의 개요를 설명하면, 예컨대 제56도에 도시한 바와 같이 레이들(135)과 턴디시(140)와 몰드(도시하지 않음)를 조합한 장치에 있어서 레이들(135)내의 용융금속(136)은 회전유동조(140a)와 부상조(140b)를 갖는 턴디시(140)의 회전유동조(140a)에 흘러 들어간다.

상기 회전유동조(140a)에서는 이동자장 발생용 전자 코일장치(131)에 의해서 회전유동조(140a)내의 용융금속(136)에 회전력이 부여되고, 여기서 회전유동된 용융금속(136)의 일부는 회전유동조(140a)의 저부로부터 부상조(140b)로 옮겨지고, 또 턴디시(140)의 저부에 설치된 슬라이딩노즐(137) 및 이멀젼 노즐(138)을 경유하여 몰드에 주입되고, 소정의 치수로 주조된다. 부호 133은 철피이고, 134는 내화재료이다.

따라서 이러한 공정으로 회전유동조(140a)에서 용융금속(136)으로부터 비금속 개재물을 분리하여, 부상조(140b)를 경유하여 몰드내에 청정한 용융금속이 주입된다.

본 발명은 상기 턴디시(140)의 회전유동조(140a)에 대향하여 배설되는 코일장치(1)로서, 적어도 용융금속(136)을 주입한 턴디시(140)의 회전유동조(140a)에 면하는 코일장치(131)의 외면에 단열재(132)를 갖는다.

상기 단열재(132)로서는 턴디시(140)로부터의 방열 온도에 견딜 수 있는 것, 예컨대 내화물을 들 수가 있다.

상기 내화물로서는 Al2O3계 캐스터블 등을 사용할 수가 있고 두께는 예컨대 10~50mm정도가 좋다.

상기 단열재(132)를 제56도에 도시한 바와 같이 코일장치(131)의 외면에서 외주부의 용융금속용기에 면하는 부분과 그의 상면에 사용하는 바람직하다.

본 발명에 의하면 코일장치의 용융금속 용기, 즉 턴디시(140)에 면하는 부분에 단열재(132)를 처리하고 있기 때문에, 용융금속 용기(140)로부터의 방열을 직접 전자 코일에 전달하지 않고, 전자코일의 고장을 없앨 수가 있다. 즉, 코일의 도선표면은 절연재에 의해 피복되어 있으나 코일온도가 상승하면 이 절연재가 열화하고, 단락을 일으킨다. 따라서 코일장치의 온도는 170℃ 이하로 유지하는 것이 바람직하다. 또 만일의 용융금속 용기(140)로부터 넘쳐나온 용융금속이 전자 코일에 직접 접촉하는 일이 없이 용손에 의한 전자코일의 고장이 없앨 수가 있도록 된다.

그리고, 본 발명에 있어서 용융금속은 특별히 제한되지 않고, 예컨대 용강을 들 수가 있다.

또 본 발명에 있어서 코일 장치는 일반적으로 사용되는 이동자장을 발생시키는 전자코일 장치이며, 예컨대 리니어 모터를 들 수가 있다.

본 발명은 이상 설명한 바와 같이 구성되어 있으므로 용융금속에 수평회전류를 부여하기 위한 이동자장을 발생시키는 전자코일 장치의 용융금속 용기에 면하는 부분에 단열재를 처리하였기 때문에 용융금속 용기로 부터의 방열을 차단할 수 있도록 되고, 또 누설된 용강이 전자 코일에 직접 미치지 않고 전자 코일장치의 성능이 안정되게 유지할 수 있도록 되었다.

[(I) 코일의 냉각예 Ⅰ]

이하에서 본 발명의 이동자장 발생용 전자 코일 장치를 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명한다.

먼저 본 발명의 전자 코일장치를 적용하는 턴디시의 일예로서 강의 연속 주조의 경우의 개요를 설명하면 예컨대 제57도에 도시한 바와 같이 레이들(145)과 턴디시(50)와 몰두(도시하지 않음)를 조합한 장치에 있어서, 레이들(145)내의 용융금속(146)은 회전유동조(150a)와 부상조(150b)를 갖는 턴디시(150)의 회전유동조(10a)에 흘러 들어간다.

상기 회전유동조(150a)에서는 이동자장 발생용 전자코일 장치(141)에 의해서 회전유동조(150a)내의 용융금속(146)에 회전력이 부여되고, 여기서 회전유동된 용융금속(146)의 일부는 회전유동조(150a)의 저부로부터 부상조(150b)로 이동되고, 또 턴디시(150)의 저부에 설치한 슬라이딩 노즐(147) 및 어멀젼 노즐(148)을 경유하여 몰드에 주입되고, 소정의 치수로 주조된다. 부호 143은 철피이고, 144는 내화 재료이다.

따라서 이러한 공정으로 회전유동조(150a)에서 용융금속(146)으로부터 비금속 개재물을 분리하고 부상조(150b)를 경유하여 몰드내에 청정한 용융금속이 주입된다.

본 발명은 상기 턴디시(150)의 회전유동조(150a)에 대향하여 배설되는 코일장치(141)로서 적어도 용융금속(146)을 주입한 턴디시(150)의 회전유동조(150a)에 면하는 코일장치(141)의 케이싱(152)의 내면에 냉각장치(153)를 갖는다. 바람직하기는 제57도에 도시한 바와 같이 턴디시(150)의 적어도 코일장치(141)와 대면하는 부분에 냉각장치(156)를 배설하는 것이 좋다.

상기 냉각장치(153)로서는 와전류에서 발열한 철피(143)에 의해 가열된 케이싱(152)내를 냉각하는 것이면 되고, 예컨대 제58도 또는 제59도에 도시한 것을 들 수가 있다.

제58도의 것은 일반적으로 사용되는 물 재킷이며, 냉각수를 입구(154)로부터 주입하여 출구(155)로부터 배출하는 것이다.

또 제59도의 것은 공지의 수관 패널이며, 냉각수를 입구(154)로부터 중입하여, 패널상의 수관내를 지나 출구(155)로부터 배출하는 것이다.

이것들의 냉각장치(153)는 제57도에 도시한 바와 같이 케이싱(152)의 내면에 있고, 적어도 턴디시(150)의 회전유동조(10a)에 대향하여 배설된다.

특히 제57도에 도시한 바와 같이 회전유동조(150a)로 면하는 코일장치(141)의 케이싱(152)의 외주면 및/또는 상면에 단열재(142)를 라이닝(lining)하고 있는 경우는 케이싱(152)의 방열이 방해되므로 상기 냉각장치(153)가 보다 필요케 된다.

또 냉각 장치(156)도, 냉각장치(153)와 마찬가지로, 코일 장치(141)와 대면하는 부분의 철피(143)를 냉각할 수 있으면 어떤것이라도 좋다.

그리고 본 발명에 있어서 용융금속은 특별히 제한되지 않으며, 예컨대 용강을 들 수 있다.

또 본 발명에 있어서 코일장치는 일반적으로 사용되는 이동자장을 발생시키는 전자 코일장치이며, 예컨대 리니어 모터를 들 수가 있다.

본 발명은 이상 설명한 바와 같이 구성되어 있으므로 용융금속에 수평회전류를 부여하기 위한 이동자장을 발생하는 전자 코일 장치의 용융금속 용기에 면하는 부분의 케이싱의 내면에 냉각 장치를 배설하였기 때문에 케이싱내의 열을 흡수할 수 있도록 되고, 케이싱의 강도 가열에 의해 저하되는 일이 없고, 또 코일 본체의 소손이 방지되고, 전자 코일 장치의 성능이 안정되게 유지할 수 있도록 되었다.

[(J) 코일의 냉각예 Ⅱ]

이하에서 본 발명의 용융금속의 비금속 개재물제거장치를 더욱 상세히 설명한다.

먼저 본 발명의 비금속 개재물 제거장치의 1예로서 강의 연속 주조의 경우의 경요를 설명하면, 예컨대 제60도에 도시한 바와 같이 레이들(175)과 턴디시(170)와 몰드(도시하지 않음)를 조합한 장치에 있어서, 레이들(175)내의 용융금속(166)은 회전유동조(170a)와 부상조(170b)를 갖는 턴디시(170)의 회전유동조(170a)에 흘러 들어간다.

상기 회전유동조(170a)에서는 이동자장 발생용 전자코일 장치(161)에 의해서 회전유동조(170a)내의 용융금속(166)에 회전력이 부여되고, 여기서 회전유동된 용융금속(166)의 일부는 회전유동조(170a)의 저부로부터 부상조(170b)로 옮겨지고 또 턴디시(170)의 저부에 설치한 슬라이딩 노즐(167) 및 이멀젼노즐(168)을 경유하여 몰드에 주입되고 소정의 치수로 주조된다. 163은 철피, 164는 내화재료이다.

따라서 이러한 공정으로 회전유동조(170a)에서 용융금속(166)으로부터 비금속 개재물을 분리하고 부상조(70b)를 경유하여 몰드내로 청정한 용융금속이 주입된다.

본 발명은 상기 턴디시(170)의 회전유동조(170a)와 이것에 대향하여 배설되는 코일장치(161)와의 극간에 냉각용 유체를 분출하는 냉각장치(162)를 갖는다.

상기 냉각장치(162)로서는 예컨대 제61도에 도시한 바와 같이 코일장치(161)의 턴디시(170)에 대향하는 측면의 하단에 따라 유체 불어넣기용 노즐 헤더(162a)를 설치하고, 그 노즐공(162b)을 상방으로 향하여 개공시킨 것을 들 수가 있으나, 이것에 한정되는 것은 아니다.

상기 냉각장치(162)에 유체로서, 예컨대 공기를 공급하여 노즐공(162b)으로부터 분출시키므로써 턴디시(170)의 철피(163)와 코일장치(161)의 외주면을 냉각시킬 수가 있다. 코일의 도선 표면은 절연재에 의해 피복되어 있으나, 코일온도가 상승하면 이 절연재가 열화하고, 단락을 일으킨다. 따라서 코일장치의 온도는 170℃이하로 유지하는 것이 바람직하다.

상기 유체로서 물안개가 들어간 공기를 사용하면 냉각효과가 높으므로 바람직하다.

상기 유체의 유속은 철피(163) 및 코일 장치외주면의 온도 상승의 정도와 그것들의 재료의 내열도 등에 의해서 선택 하면 되고, 예컨대 공기를 사용한 경우 10m/s정도이다.

그리고 본 발명에 있어서 용융금속은 특별히 한정되지 않으며, 예컨대 용강을 들 수가 있다.

또 본 발명에 있어서 코일장치는 일반적으로 사용되는 이동자장을 발생시키는 가장 코일 장치이며, 예컨대 리니어 모터를 들 수가 있다.

본 발명은 이상 설명한 바와 같이 구성되어 있으므로 이동자장에 의해서 용융금속에 수평회전류를 부여하는 용융금속 용기와 전자 코일장치와의 극간에 냉각용 유체를 불어 놓도록 하였기 때문에, 용융금속 용기로부터의 열이 전자 코일 장치쪽으로 전달되지 않도록 되어 전자 코일장치의 성능저하 또는 고장이 없어지고, 용융금속 용기부재의 온도가 상승하지 않도록 되어 강도 저하가 방지된다.

[(K) 용강중 비금속 개재물 제거장치의 작동]

본 발명에 의한 구체적 주조법을 제64도를 참조하면서 설명한다.

용융금속(181)은 레이들(182)로부터 세미롱 노즐(183)을 통하여 턴디시(184)에 주탕된다. 턴디시(184)에서는 코일(185)에 의해 발생시킨 자장에 의해 용탕(191)을 수평 회전시킨다.

종래에는 레이즐(182)로부터의 주입류에 의한 슬랙 등이 용탕에 침입하는 것을 피하고 또한 주입류의 공기오염을 방지하고자 제62도와 같은 침지 타입의 노즐(183a)을 사용하고 있었으나, 용탕의 회전력에 의해서 절손하는 등의 트러블이 발생한 것은 상술한 바와 같다. 그래서 비침지 타입의 세미롱 노즐(183)을 사용함으로써 그 트러블은 완전히 회피할 수가 있고, 또 노즐의 크기를 작게함으로써 내화물 코스트의 삭감도 가능케되었다.

그러나 턴디시(184)중에서 코일(185)의 자장에 의해 용탕(191)을 회전시킴으로써, 비금속 개재물의 분리제거가 가능하며, 또한 용탕의 주입 위치, 즉 노즐(183)의 위치를 중심으로부터 멀리함으로서 회전력에 의해서 중심에 모여진 개재물, 슬랙을 피해서, 주입할 수 있기 때문에 슬랙의 침입을 경감할 수 있기 때문에 중심으로 부터 이동시켜서 주입하는 것이 적절하다고 생각하고 있었다. 그러나 용강의 회전중심으로부터 옮겨서 레이즐로부터 턴디시내로 주입하면 상방으로 부터의 용강유속이 가해져서 원활한 회전류가 흐트러져 버리고 효과가 오히려 적어진다는 것을 알았다. 반대로 중심에 주입하면서 슬랙은 침입되어도 원활한 수평회전을 얻을 수 있으므로 주편(190)으로 슬랙계의 개재물이 검출되도록 것은 종래와 비교하더라도 대폭적으로 저감할 수가 있다. 또 이 회전력에 의해서, 종래 문제로 되고 있었던 용기내에서 개재물을 서브 머지드노즐(186)에 도입되는 염려가 있는 단락흐름을 방지할 수 있기 때문에, 턴디시(184)를 대폭적으로 작게할 수가 있고, 또 여분의 둑(193)등도 필요없고, 고품질의 주편을 얻으면서 내화물의 원가절감이 실현될 수 있다.

또 비침지라고 말하면서도 턴디시(184)의 내부까지 삽입할 수가 있는 노즐(183)을 사용하여 레이들(182)로부터 턴디시(184)에 주탕을 실시하고 있기 때문에, 턴디시(184)의 덮개(188)에 설치하는 개공부 면적도 작게할 수 있다. 따라서 주입류의 시일이 예컨대 시일 지그(Jig)(192)등에 의해 용이하게 수행되고, 또한 레이들 교환시에도 퍼어지(purge) 가스에 의해서 턴디시(184)내 압력을 확보함으로써 공기의 침입을 방지할 수가 있다. 따라서 종래의 제63도에 도시한 바와 같은 시일관(189)을 사용한 시일 방법에 비하여 용탕의 산화, 흡질소를 대폭적으로 감소시킬 수가 있고, 침지 노즐 사용시에 필적하는 시일 방법으로 되어 있다.

본 발명은 레이들로부터 턴디시를 통하여 주형에 주입하는 용융금속의 주조에 있어서,

1) 턴디시에서의 자력에 의한 용융금속에 수평 회전력을 부여하면서,

2) 레이들로부터 턴디시에의 주입으로 용기내에 삽입가능한 비침지노즐을 사용하여 용강을 턴디시의 용강회전 중심위치에 주입하는 동시에,

3) 용기내를 불활성 가스로 시일하는 주조방법을 채용함으로써 용강 산화를 방지하면서 개재물의 분리제거를 촉진할 수가 있고, 주편에의 개재물 오염을 대폭적으로 저감할 수 있도록 되었다. 그리고 제품에서의 결합을 대폭적으로 개선함으로써 최종 제품까지의 수율향상의 효과를 얻을 수가 있다.

또 본 발명법은 턴디시로서 소형의 것을 사용할 수가 있기 때문에 노즐의 소형화와 함께 내화물 코스트의 저감이라는 효과도 있다.

(L) 용강중 비금속 개재물 제거장치의 제어

먼저, 본 발명의 턴디시내 용강처리방법을 사용함 비금속 개재물 제거장치의 일예로서 강의 연속주조의 경우의 개요를 설명하면, 예컨대 제66도에 도시한 바와 같이 레이들(도시하지 않음)과 턴디시(203)와 몰드(도시하지 않음)를 조합한 장치에 있어서 레이들내의 용강(207)은 턴디시(203)에 흘러 들어간다.

상기 턴디시(203)에서는 이동자계 발생코일(209)에 의해서 턴디시(203)내의 용강(207)에 회전력이 부여되고 여기서 회전유동된 용강(207)의 일부는 턴디시(203)의 저부에 설치한 노즐(208)을 경유하여 몰드에 주입되고, 소정의 치수로 주조된다.

따라서 이러한 공정으로 턴디시(203)내에서 용강(207)으로부터 비금속 개재물을 분리하여 몰드내에 청정한 용강이 주입된다.

본 발명의 구성을 제66도에 의해 설명한다. 턴디시(203)의 용강회전 중심위와 용강회전 외주상에 각각 용강탕면까지의 거리를 검출하는 센서(211,212)를 설치한다.

이 탕면까지의 거리를 11(m), 12(m)로 하면 용강의 회전에 의해 형성되는 오목면 깊이 Z(m)는 다음식으로 표시된다.

Z=11-12……………………………………………………………(1)

오목면 깊이 Z(m)와 용강(207)의 회전수 N(rpm)과의 관계는 턴디시(203)의 회전유동조(205)의 반경을 r(m), 중력을 g로 하면 다음식의 관계로 된다.

따라서, 용강(207)의 회전에 의해 형성되는 오목면깊이 Z를 알면 회전수 N(rmp)를 연산할 수가 있다.

여기서 이 회전수 검출방법을 사용하면, 조업의 각 기에서 적절한 회전력을 부여하는 제어를 할 수 있게 된다.

상기 센서(211,212)로서는 예컨대 마이크로파 레벨계를 들 수 있다.

또 상기 회전력의 제어방법으로서는 예컨대 제66도에 도시한 바와 같이 콘트롤러(213), 설정기(214)를 사용하여 미리조업 경험에 의거한 각 조업기에 있어서의 적당한 회전수의 패턴을 설정기(214)에 입력해 두고, 센서(211,212)로부터의 신호를 콘트롤러(213)에 입력하여 회전수 N을 연산하고 이것을 설정기(214)로부터의 출력 신호와 비교하여 그 결과에 의거하여 전원장치(210)를 제어하는 방법을 들 수가 있다.

본 발명은 이상 설명한 바와 같이 구성되어 있으므로, 용강의 회전수를 검출하여 턴디시내 용강 처리의 각 조업기에서 적절한 회전수를 용강에 부여할 수가 있도록 되고, 주입 전기간에 걸쳐서 양호한 슬랩(slab) 품질을 얻을 수가 있도록 되었다.

(M) 기타

그리고 레이들의 노즐로부터 턴디시의 회전유동층에 용강을 주입할때는 회전유동층의 회전중심에 주입하여도 좋고, 회전중심으로부터 떨어진 임의의 위치에 위치에 주입하여도 좋은 것은 물론이다. 그리고 레이들의 노즐은 턴디시의 회전유동층 중의 회전하고 있는 용강중에 침지하여 좋음, 침지하지 않도록 하여도 좋다.

이하에서 본 발명을 실시예에 의거하여 구체적으로 설명한다.

[실시예 1]

다음에 제5도 및 제6도에 도시한 본 발명의 제1의 형태의 턴디시 이동장치를 사용하고 처음에 턴디시(3)를 위치 결정하고 코일(12)을 대면 근접하여 위치 결정함으로써 용강(양철재)을 동일 턴디시(3)에 10차아지 연속 주입한 후, 턴디시(3)의 교환을 하였다. 이 교환에 있어서 코일(12)의 이상도 없고, 종래 80분 소요되었던 교환작업이 30분으로 끝나고, 종래에 비하여 교환 작업시간은 약 50분 단축할 수 있었다. 상기 실시예에서 코일(12)을 최초로 위치 결정하고, 후에 턴디시(3)를 위치 결정하여도 동일한 효과가 얻어졌다.

본 형태에 의하면 턴디시(3) 교환작업이 종래의 턴디시(3) 본체에 코일(12)을 부착한 경우의 턴디시 교환작업에 비교하여 약 50분의 시간단축이 되었다. 이 주요 요인은 케이블의 접속 작업에 기인하고 있으며, 주울 열에 의한 코일(12)의 발열을 흡수하기 위하여, 코일(12)은 수냉되어 있는 외에 특히 이 케이블은 가요성이 결여되어 있고, 이 때문에 케이블 접속 작업은 중근작업으로 되기 때문이라고 생각된다.

따라서 본 발명에 의한 코일(12)을 이동하였을시는 케이블 베어를 통하여 케이블은 코일(12)에 접속할 수 있기 때문에 턴디시(3) 본체의 교환 작업만으로 만족한다는 이점이 있다.

또 이와 같은 구성으로 함으로써, 턴디시(3)의 메인터넌스성이 뛰어나게 되었다. 즉 턴디시(3)는 수 차아지 혹은 길어도 수십 차아지의 주조 후, 내벽 벽돌 등의 용손에 의해 새로히 보수된 턴디시와 교환할 필요가 있다. 이때, 턴디시를 본 발명의 이동 수단에 의해 핸들링 함으로써 핸들링에 기인하는 문제는 해결되었다. 이상 설명한 턴디시의 교환작업이란 아암(24)상의 사용이 끝난 턴디시와 새로운 턴디시를 다시 쌓는 작업의 것임, 아암(24)을 2개 설치해 두고, 이것을 회전시키므로써 턴디시를 교환하는 작업에서도 동일하게 유효하다.

[실시예 2]

제14도 및 제15도에 도시한 본 발명의 제2의 형태의 턴디시 이동장치를 사용하여, 용강(양철재)을 동일 턴디시에 10차아지 연속 주입한 후, 턴디시의 교환을 하였으나, 코일의 이상은 없고, 또한 교환 작업시간은 약 50분 단축할 수 있었다.

또한 상기 이동장치의 각 조건은 하기와 같이 행하였다.

이동대:승강 수단이 부착된 턴디시 탑재대를 갖는 이동대

턴디시 용량:15톤

회전유동조의 직경:1000mm

코일:동자계 발생용 코일

케이블 베어:무한궤도(caterpillar) 형상의 것

[실시예 3]

표 1에 표시한 조업 조건을 만족시키도록 (1) 및 (8)식으로부터 최소 최적화한 본 발명의 회전유동조 및 부상조를 갖는 비금속 개재물 제거장치(발명예)의 1예를 제21도에 치수부기(단위 mm)로 나타냈다.

이에 대하여, 표 1에 표시한 조건으로 제19도에 도시한 바와 같은 부상조를 갖지 않는 설비(비교예)로 하려고 하면 레이들 교환시의 최저탕면 레벨을 0.5m(=0.47×1.21/3) 이상으로 하고, 회전유동조내의 설정 체류시간 3분을 확보하기 위해서는 식 (1) 및 (3)으로부터 회전유동조반경이 0.46mm 이하에서는 회전유동조내의 설정체류시간의 제약으로 높이가 결정되고, 0.46mm 이상에서는 레이들 교환시의 최정 탕면 레벨의 제약으로 높이가 결정된다. 그러므로, 비교예의 경우의 설비 높이는 제22도에 도시한 바와 같은 것으로 할 필요가 있다. 제22도중의 최저 높이라도 용강의 최고 레벨은 1.52n까지 달하고 설비 높이는 발명예인 제21도에 비하여 약 400nm나 높게할 필요가 있게 된다. 턴디시 높이의 증대는 그것에 수반하는 건물높이의 증대로 인한 설비 코스트의 대폭 증대에 연결되고, 또 기존의 연속주조 설비에 작용하는 경우는 설비제약에 의해서 실현이 불가능하게 되는 경우가 적지 않다. 또 설비높이를 최소로 하는 회전유동조 반경을 채용할 경우에는 용강용량이 고작 4톤 정도 밖에 얻을 수 없고, 레이들 교환시의 탕면 레벨 확보가 곤란하다는 문제점이 있다.

이것에 비하여 본 발명에서는 상기 비교예에 비하여 필요 높이를 낮게할 수 있을 뿐 아니라, 용강 용량을 부상조의 크기로 조정할 수가 있는 이점도 있다.

실험은 제21도 및 표 1에 표시한 조건으로 주조한 경우의 비금속 개재물의 유출수를 유출구에서 채취한 샘플을 분석함으로써 측정하였다. 제23도에는 회전유동조에 있어서의 회전이 있고, 없고로 그 비율로 비교한 것을 나타냈다.

제23도로부터 본 발명에 의한 제거장치에 의해서 용강중의 비금속 개재물을 대폭적으로 제거하는 것이 가능하며, 그 효과는 레이들 교환시에도 발휘할 수 있다는 것을 알았다.

[표1]

[실시예 4]

제26도 및 제27도에 도시한 턴디시를 사용하여 용강(양철재)을 연속주입하여 주편을 제조하였다. 제조 조건은 아래표와 같이 하였다.

[표2]

제30도 및 제31도에 냉연 강판용 소재의 제품화에 있어서의 자분 탐상(磁粉探傷) 검사결과를 나타냈다. 비교를 위하여 제34도에 도시한 종래법의 결과를 병기하였다. 제품결함지수에 관하여 정상부에서는 큰 차이는 볼 수 없다고 하나, 비정상부에서는 종래법에 비교하여 본원 발명법은 크게 감소되고 있는것을 알 수 있다. 또 동일한 차아지의 샘플을 슬라임 추출하여, 이때의 슬랙량의 비교를 제32도 및 제33도에 도시하였으나 종래법에 비교하여 감소되고 있으며, 본 발명법에서는 효율좋은 개재물이 부상분리되어 있는 것이 명백히 되었다.

[실시예 5]

제36도 및 제37도에 도시한 턴디시를 사용하여 용강(양철재)를 동일 턴디시에 10차아지 연속 주입하였다.

각 조건은 하기와 같이 하였다.

회전유동조로부터 부상조에의 유통량(t/min) 3.0

장벽의 높이(h)(mm) 50

유통속도(m/sec) 0.1

장벽의 위치 격벽의 직하

용강의 밀도(t/m3) 7.2

이 결과 턴디시 유출후의 용강주의 개재물량은 0.05mg/kg로 극히 소량이었다.

[실시예 6]

제41도에 도시한 턴디시(90)와 코일장치(85)를 사용하여 용강(양철재)을 연속 주입하여 주편을 제조하였다. 각 조건은 하기와 같이 행하였다.

턴디시의 용량 :20톤

회전유동조의 직경 :1000mm

내화재료 :두께 300mm의 염기성 벽돌

철피 :350℃

코일장치 :리니어식 반원 코일

불량도체용기부(1)의 재질 :Al2O3, 세로방향으로

철근(지금 3mm), 가로방향 전주 둘레 3mm의 철근이 들어감(제42도에 표시한 바와 같이 배치)

조업중에 있어서, 턴디시(90)의 진동은 없고 안정된 강품질이 얻어졌다. 또 90차아지 연속주조후에 있어서, 턴디시(90)내의 내화재료(88)의 메지의 풀어짐도 발생하지 않았었다.

[실시예 7]

제44도에 도시한 턴디시(91)를 사용하여 용강(양철재)을 연속주입하여 주편을 제조하였다.

턴디시(91)의 내경 1m, 용강깊이 1m로 하였다. 이 턴디시의 외주의 상하에 2계열의 이동 자계 발생용 코일(93)을 설치하였다. 각 코일 높이는 0.5m로 하고 회전 교반을 목적으로한 하부 코일에는 3Hz, 1500A의 전류를 인가하고 가열을 목적으로 한 상부코일에는 50Hz, 400A의 전류를 인가하였다.

그 결과, 가열전력은 300kw가 얻어지고 용강의 흐름에 관해서는 가열 코일에 의한 상하 반전류가 생기지 않고, 40rpm으로 회전하며, 개재물의 분리 효과로서는 회전이 없는 경우와 비교하여 1/5로 저감할 수가 있었다.

[실시예 8]

제47도에 도시한 턴디시(110)를 사용하여 용강(양철재)을 연속 주입하여 주조품을 제조하였다.

턴디시(110)의 회전유동조(110a)의 내경 1m, 용강깊이(정지탕면) 1m로 하였다. 이 턴디시의 외주의 상하에 2계열의 이동자계 발생용 코일(101a,101b)을 설치하였다. 각 코일의 높이는 각각 0.3m 및 0.6m로 하고, 상부 코일에는 200A의 전류를 인가하고, 하부코일에는 1000A의 전류를 인가하였다.

그 결과, 상층 및 하층 용강은 각각 10rpm, 60rpm으로 회전하였다.

용강 표면의 오목면 깊이(Z)는 1.4cm이며, 침지노즐(107)의 길이도 변경하는 일이 없고, 또한 용강 표면의 산화도 통상 레벨과 동등하고, 개재물의 분리효과도 1개의 이동자계에서 회전수를 50rpm으로 한 경우의 효과와 동등하고 주편 품질로 양호한 결과가 얻어졌다.

[실시예 9]

제52도에 도시한 턴디시(110)를 사용하고, 용강(양철재)을 연속주입하여, 주편을 제조하였다.

회전유동조(110a)의 내경(123)이 1m의 턴디시(110)에 대하여, 회전유동조(110a)내의 용강 회전중심(129)에 있어서의 코일 장치(101c) 및 (101d)의 개도(開度)(124)가 110이며 회전유동조(110a)내의 용강 회전중심(129)으로부터 코일 장치(101c) 및 (101d)까지의 내경(125)이 1m, 외경(126)이 1.6m의 이동자계 발생용 코일장치(101c,101d)를 배치하고 이 코일장치(101c,101d)에는 3Hz로 2000A의 전류를 인가하였다.

코일장치(101c,101d)를 형성하는 각 전극을 회전유동조(101a) 내의 용강 회전중심(129)에 대하여 실질적으로 대칭으로 되는 위치에 대향하여 배치하고, 이것들의 대향하는 전극이 서로 다른 극성으로 되도록 하였다. 대향하는 전극이 서로 동극성으로 되도록한 경우에서의 회전수 10rpm에 대하여 본 발명에서는 40rpm의 회전수를 얻었다. 또 이때 개재물 분리기능은 상기 동극성의 경우의 경우의 4배로 되었다.

[실시예 10]

제56도에 도시한 턴디시(140)와 코일장치(131)를 사용하여 용강(양철재)을 연속주입하고, 주편을 제조하였다. 각 조건은 하기와 같이 행하였다.

턴디시 용량 :25톤

회전유동조의 직경 :1000mm

내화재료 :두께 25mm의 알루미나계 캐스타블

철피 :두께 10mm

용강온도 :1550℃

코일장치 :리니어식 반원 코일

단열재(코일 외주면) :두께 20mm의 알루미나계 캐스타블

단열재(코일 상면) :두께 20mm의 알루미나계 캐스타블

조업중에 있어서 턴디시(140)에 면하는 쪽의 코일 장치(131)의 온도는 100℃로 유지되고, 코일장치(131)의 작동은 안정되어 있었다.

그리고, 비교를 위하여, 상기 단열재를 사용하지 않는 경우의 코일장치(131)의 동일부분의 온도는 200℃였다.

[실시예 11]

제57도에 도시한 턴디시(150)와 제58도에 표시한 냉각장치(53)를 갖는 코일장치(1)를 사용하여 용강(양철재)을 연속 주입하고 주편을 제조하였다. 각 조건은 하기와 같은 행하였다.

턴디시 용량 :20톤

회전유동조의 직경 :1000mm

내화재료 :두께 300mm의 염기성 유입재

철피 :두께 10mm

용강온도 :1570℃

코일장치 :리니어식 반원 코일

단열재(코일 외주면) :두께 25mm의 알루미나계 캐스타블

단열재(코일 상면) :두께 25mm의 알루미나계 캐스타블

냉각수의 입구 온도 :20℃

냉각수의 출구 온도 :28℃

조업중에 있어서 턴디시(150)에 면하는 쪽의 코일장치(141)의 온도는 40℃로 유지되고, 코일장치(141)의 작동은 안정되어 성능의 저하도 없었다.

그리고 비교를 위하여 상기 냉각장치를 사용하지 않는 경우의 코일 장치(141)의 동일 부분의 온도는 200℃였다.

[실시예 12]

제60도에 도시한 턴디시(170)와 코일장치(161)와 냉각장치(162)를 사용하여 용강(양철재)을 연속주입하여 주편을 제조하였다. 각 조건은 하기와 같이 행하였다.

턴디시 용량 :15톤

회전유동조의 직경 :1000mm

내화 재료 :두께 300mm의 염기성 벽돌

철피 :두께 10mm

용강온도 :1550℃

코일장치 :리니어식 반원 코일

턴디시와 코일장치와의 극사이 :70mm

냉각용 유체, 유속 :공기, 10m/s

조업중에 있어서 턴디시(170)에 면하는 쪽의 코일 장치(161)와, 이것에 대향하는 철피(163) 표면의 온도는 각각 100℃ 및 350℃로 유지되었다.

그리고 비교를 위하여 상기 단열재를 사용하지 않는 경우의 코일장치(161)와, 이것에 대향하는 철피(163)표면의 동일부분의 온도는 각각 200℃ 및 450℃였다.

또 철피(163)의 온도는 상승하지 않고, 변형이나 균열의 발생없이 장기간 안정되게 사용할 수 있었다. 또 코일장치(161)의 온도 상승도 억제할 수가 있고, 안정된 성능으로 장기간 사용할 수 있었다.

[실시예 13]

히이트 사이즈 100t의 SUS 430을 2t/min의 속도로 200×1240mm 사이즈의 슬랩을 제64도에 도시한 바와 같이 하여, 즉, 레이들(182)로부터 용강(181)을 턴디시(184)의 용강 회전중심에 주탕하면서 주조하였다. 또 주조는 도중에서 레이들을 교환하고, 전부 300t을 연속적으로 행하였다. 턴디시에서는 자력에 의해서 용탕을 약 40~60rpm의 속도로 회전시키고 용기내는 189의 도입관에 의해 Ar로 퍼어지 하였다. 용기의 용량은 약 6t이며 반경 0.6m의 턴디시의 회전중심위치에 레이들(182)의 노즐(183)로부터 턴디시(184)에 주입하였다.

샘플링은 주형(187)내로부터 수분마다 실시하고 총 산소량을 분석하였다. 총 산소량의 경과시간의 변화를 제65도에 도시하였다. 또 제65도에는 비교예로서 종래법(제62도에 표시하는 것)과 시일관(194)을 사용하여 자기회전시킨 주조결과를 함께 표시하였다. 여기서 종래법이란 턴디시로서 회전력 부여가 없는 이중 둑을 설치한 12t 용량이 용기이며, 시일관에 의한 것이란, 턴디시에서는 동일조건으로 회전력을 부여하고 있으나, 주입방법이 종래타입의 것이다. 레이들로부터 턴디시에의 주입위치는 회전중심으로 하였다. 그리고 이것들의 예에서 사용한 용탄은 모두 레이들 정련종료시의 총 산소가 35~37ppm이었던 것이며, 조건에 차이는 없는 것이라고 생각된다.

제65도에서 명백한 바와 같이 턴디시에서 용탕에 자기적 회전을 가함으로써 비금속 개재물의 분리가 촉진되어 주편에서의 총 산소량을 저감할 수 있다는 것을 알 수 있다. 또 같은 용탕의 회전을 하고 있는 경우라도 본 발명의 주입방법을 채용함으로써 정상부, 비정상부 모두 용강의 신화가 억제되어 있는 것을 알 수 있다.

[실시예 14]

제69도에 나타나 있듯이 내경 1m의 턴디시(203)의 상단으로부터 탕면까지의 길이를 검출하는 센서(211,212)로서 마이크로파 레벨계를 부착하였다. 각각의 검출 길이를 11·12로 한바(1) 식에 의해서 용강(207)의 회전에 의해서 생기는 오목면 깊이 Z가 얻어진다. 이 Z로부터 (2)식에 의해서 용강(207)의 회전수 N을 얻을 수가 있다.

콘트롤러(213)는 마이크로파 레발계로부터의 신호를 받아 회전수(N)를 연산하는 동시에, 미리 조업 경험의 결과, 판명되어 있는 각 조업기에 있어서의 적절한 회전수의 패턴을 설정한 설정기(214)로부터의 출력신호와 비교하여 이동자계 발생코일(209)의 전원장치(210)를 제어하였다.

그리고 탕면까지의 길이를 검출하는 센서(211,212)의 검출길이(11·12) 및 용강의 오목면의 깊이(Z)와 회전수(N)의 관계는 주입초기, 주입정상기, 레이들교환기, 주입말기에서 하기의 표 3과 같이 변화시켰다.

[표3]

이상과 같이 턴디시(203) 내의 용강(207)의 회전수를 검출하는 동시에, 각 조업기에 적절한 회전수를 용장(207)에 부여함으로써 주입전기간에 걸쳐 양호한 슬랩을 얻을 수가 있었다.

[산업상의 이용 가능성]

용강중의 비금속 개재물이 제거된 청정한 용강을 몰드에 공급하는 것은 극히 중요하다. 용강을 청정화 하기 위하여, 턴디시는 회전유동조 및 부상조를 갖는다. 그리고, 회전유동조의 주위에 배설된 코일시켜서 부상된 비금속 개재물을 제거한다. 비금속 개재물을 제거한 용강은 부상조에 유출하고, 여기서의 조용한 흐름에 의해 더욱 잔존하는 비금속 개재물의 부상한다. 이와 같이 하여 청정화된 용강의 부상조 저부로부터 몰드에 공급된다. 이와 같은 시스템에 의해 용강중의 비금속 개재물의 제거정도는 종래에 비하여 대폭적으로 개선된다.

또 턴디시와 코일은 별체로 구성되고, 각각에 대하여 상대이동이 가능한 구조로 되어 있다. 이때문에, 코일의 수는 턴디시의 수보다 적어도 되어, 설비가 값싸게 된다. 또 턴디시의 정지적 교환작업, 턴디시의 내장 내화벽돌의 보수 작업도 턴디시가 코일과는 별체로 이동가능하므로 용이하게, 또한 단시간에 행할 수 있다.

Claims (25)

1. 회전유동조(16)를 갖는 이동식 턴디시(3) 및 코일(12)을 가지며, 상기 코일과 상기 턴디시의 회전유동조를 대면하여 접근하도록 상대적으로 이동가능한 구성으로 한 것을 특징으로 하는 강의 연속 주조용 턴디시 이동장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 턴디시는 주행 또는 선회 수단에 의해 이동하는 연속 주조용 턴디시 이동장치.
3. 제1항 또는 2항에 있어서, 상기 코일은 승강 수단에 의해 이동가능하게 되는 연속 주조용 턴디시 이동장치.
4. 제1항 또는 2항에 있어서, 상기 코일은 주행 또는 선회수단에 의해 이동가능하게 되는 연속 주조용 턴디시 이동장치.
5. 이동대(11)와, 상기 이동대상의 소정의 위치에 탑재한 회전유동조(16)를 갖는 턴디시(3)와, 이 턴디시의 회전유동조(16) 측벽에 접근하여 대면하도록 상기 이동대(11)상에 상대적으로 이동가능하게 탑재된 코일(12)과, 상기 코일에의 전력 공급수단(15,32)을 가지고 이루어지는 강의 연속 주조용 턴디시 이동장치.
6. 제5항에 있어서, 상기 이동대는 상기 턴디시와 코일을 소정의 위치로 위치 결정하기 위한 가이드(40)를 갖는 강의 연속 주조용 턴디시 이동장치.
7. 용융금속에 수평회전류를 부여함으로써, 용융금속중의 비금속 개재물을 분리 제거시키는 장치에 있어서, 용융금속을 받아들여서 이것을 수평 회전시키는 회전유동조(41)와, 이 회전유동조와 연접하여 유출구(46)를 구비하고 용융금속중의 비금속 개재물을 부상시키는 부상조(42)를 구비하고, 그의 회전유동조 치수를

   h_0.47×q1/3……………………………………………………………(1)

   tm_2 ……………………………………………………………………(2)

   h:회전유동조의 최저용강 레벨(m)

   q:부상조로부터의 용강 유출량(ton/min)

   tm:회전유동조내의 용강 평균 체류시간(min)

   을 만족시키도록 구성하여 이루어진 것을 특징으로 하는 용융금속중의 비금속 개재물의 제거장치.
8. 용융금속에 수평 회전류를 부여함으로써 용융금속중의 비금속 개재물을 분리제거시키는 장치에 있어서, 용융금속을 받아들여서 이것을 수평 회전시키는 회전유동조(41)와, 이 회전유동조와 연접하여 유출구(46)를 구비하고 용융금속중의 비금속 개재물을 부상시키는 부상조(42)를 구비하고, 그의 회전유동조 반경 및 부상조 치수를 청구범위 제7항에서 정해지는 h에 의거하여,

   h:회전유동조의 최저용강 레벨(m)

   H:회전유동조의 최고용강 레벨(m)

   q:부상조로부터의 용강 유출량(ton/min)

   tm:회전유동조내의 용강 평균 체류시간(min)

   ρ:용강비중(ton/m3)

   r:회전유동조 반경(m)

   ω:회전유동조내 수평회전 속도(rad/min)

   g:중력가속도(m/min2)

   tc:회전유동조에의 최장 주입 정지 시간(min)

   a:부상조의 세로치수(m)

   b:부상조의 가로치수(m)

   를 만족시키도록 구성하여 이루어진 것을 특징으로 하는 용융금속중의 비금속 개재물의 제거장치.
9. 하나 이상의 수입조(54b)와 회전유동조(54a)를 가지며, 회전유동조내의 용융금속을 코일에 의해 회전유동시키도록 한 턴디시(54)로서, 상기 수입조와 회전유동조의 사이에 하방으로 유통공을 갖는 간막이 벽(56)을 갖는 것을 특징으로 하는 용융금속의 연속 주조용 턴디시.
10. 하나 이상의 수입조(54b)와 회전유동조(54a) 및 유출조(54c)를 가지며, 회전유동조내의 용융금속을 코일(55)에 의해 회전유동시키도록 한 턴디시(54)로서, 상기 수입조(54b)와 유출조와 (54c)의 사이에 회전유동조(54a)를 설치하고, 상기 수입조와 회전유동조의 사이 및 회전유동조와 유출조와의 사이에, 각각 하방으로 유통공을 갖는 간막이 벽(56,57)을 갖는 것을 특징으로 하는 용융금속중의 연속 주조용 턴디시.
11. 제10항에 있어서, 상기 유출조는 복수의 유출구를 용융금속의 연속 주조용 턴디시.
12. 용융금속에 수평회전류를 부여함으로써, 용융금속중의 비금속 개재물을 분리제거시키는 장치에 있어서, 용융금속을 받아들여서 이것을 수평회전시키는 회전유동조(71)와, 이 회전유동조와 연접하여 유출구(76)를 구비하여 유용금속 중의 비금속 기재물을 부상시키는 부상조(72)를 구비하고, 상기 회전유동조와 부상조를 간막이하는 격벽(78)의 대략 바로 아래이거나 또는 부상조쪽의 저벽으로부터 돌출하는 장벽(78a)을 설치하고 상기 격벽과 장벽과의 사이에 유통구(75)를 형성하는 것을 특징으로 하는 용융금속 중의 비금속 개재물의 제거장치.
13. 하나 이상의 회전유동조(83)를 가지며, 회전유동조내의 용융금속을 코일(85)에 의해 회전유동시키도록 한 턴디시에 있어서, 상기 코일에 의해 인가되는 전자 범위내의 턴디시 회전유동조의 부재를 불량 도체로 구성하여 이루어지는 진동 억제 턴디시.
14. 제13항에 있어서, 상기 불량도체로 구성되는 부재는 보강재(86,87)로 보강된 불량도체인 진동억제 턴디시.
15. 제14항에 있어서, 상기 보강재는 철근 또는 카아본 파이버인 진동억제 턴디시.
16. 용융금속에 수평 회전류를 부여함으로써 용융금속 중의 비금속 개재물을 제거시키는 회전유동조를 하나 이상 갖는 턴디시(91)와, 이것에 대항하여 이 주의의 상하에 복수계열의 이동자계 발생용 코일(93)을 가지며, 상기 상계열과 하계열의 코일의 주파수, 전류, 또는 주파수 및 전류를 변경가능하게 구성하는 것을 특징으로 하는 용융금속 중의 비금속 개재물의 제거장치.
17. 용융금속에 수평 회전류를 부여함으로써 용융금속 중의 비금속 개재물을 제거시키는 회전유동조(110a)를 하나 이상 갖는 턴디시(110)와, 이것에 대향하여 이 주위의 상하방향으로 복수계열의 이동자계 발생용 코일(101a,101b)과 그의 제어장치를 가지며, 상기 상방향의 코일에 의한 용융금속의 회전속도가 적어도 상기 하방향의 코일에 의한 용융금속의 회전속도 보다도 작게되도록 코일의 전류, 주파수 또는 극성을 변경 가능하게 구성하는 것을 특징으로 하는 이동자계 발생용 코일 장치를 갖는 턴디시.
18. 회전유동조(110a) 및 그의 양측에 부상조(110b)를 갖는 턴디시와, 상기 턴디시의 회전유동조의 외주에 대향하여 배치되는 코일 장치(101c,101d)를 가지며, 이 코일장치는 복수의 전극을 가지는 동시에, 상기 회전유동조를 사이에 끼고 대향하는 위치에 전극을 배치하고, 이 대향하는 전극의 극성이 서로 상이하도록 한 것을 특징으로 하는 이동자계 발생용 코일장치를 갖는 턴디시.
19. 용융금속에 수평 회전류를 부여함으로써 용융금속중의 비금속 개재물을 분리제거시키는 회전유동조(140a)를 하나 이상 갖는 턴디시(140)에 대향하여 배설하는 코일장치(131)로서 적어도 용융금속 용기에 면하는 코일 장치의 외면에 단열재(132)를 갖는 것을 특징으로 하는 이동자장 발생용 전자 코일 장치.
20. 용융금속에 수평 회전류를 부여함으로써 용융금속중의 비금속 개재물을 분리제거시키는 회전유동조(150a)를 하나이상 갖는 턴디시(150)에 대향하여 배설하는 코일장치(141)로서, 적어도 용융금속 용기에 면하는 코일장치의 케이싱의 내면과, 상기 턴디시의 적어도 상기 코일장치와 대면하는 부분중의 어느 일방 또는 양방에 냉각장치(153)를 갖는 것을 특징으로 하는 이동자장 발생용 전자 코일 장치.
21. 제20항에 있어서, 상기 냉각 장치는 물 재킷 또는 수관 패널이 이동자장 발생용 전자코일장치.
22. 용융금속에 수평회전류를 부여함으로써, 용융금속중의 비금속 개재물을 분리제거시키는 회전유동조를 하나 이상 갖는 턴디시(170)와 이것에 대항하여 배설되는 코일장치(161)를 갖는 장치로서, 상기 턴디시와 코일 장치와의 간극 사이에 냉각용 유체를 분출하는 냉각장치(162)를 갖는 것을 특징으로 하는 유용금속의 비금속 개재물 제거장치.
23. 제22항에 있어서, 상기 냉각용 유체는 공기 또는 물안개가 들어간 공기인 용융금속의 비금속 개재물 제거장치.
24. 용융금속을 레이들로부터 턴디시를 통하여 주형에 주입하는 주조방법에 있어서, (a) 턴디시내의 용융금속에 자력에 의한 수평 회전류를 부여하고, (b) 턴디시는 밀폐성이 양호한 덮개를 구비하는 동시에, 용기내를 주조전 및 주조중에도 불활성 가스에 의해서 치환하면서, (c) 덮개로 밀폐된 턴디시내에 도달하고 또한 회전중의 용융금속에 침지하는 일이 없는 길이의 내화물성 노즐을 통하여 레이들 하부로부터 용융금속을 턴디시내의 용융금속에 주입하는 것을 특징으로 하는 용융금속의 주조방법.
25. 이동자계 발생 코일을 사용한 회전 교반에 의해 용융금속에 오목면을 형성시키고, 이 오목면을 형성한 턴디시에서 용융금속 중의 비금속 개재물을 처리할 때에, 상기 용융금속의 오목면의 중심부 및 외주부의 높이를 검출하고, 이 검출치로부터 용융금속의 회전수를 연산하여, 이 연산치에 의거하여 용융금속의 회전수를 제어하는 것을 특징으로 하는 턴디시내 용융금속 처리방법.