KR20040019951A - 주형 관 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다각형 또는 원형의 내외 횡단면 및 관 개구부(4a)에서 서로 정면으로 대향된 내부 표면의 간격의 8 % 내지 10 %인 공칭 벽 두께를 갖는 금속 연속 주조용의 구리제 주형 관에 관한 것이다. 상기 내부 표면은 관 벽의 외부로부터 공급되어 열을 반출할 수 있는 냉각 매체의 간접적인 영향 하에 있다. 벽 두께는 액상 금속의 용탕 표면의 높이 구역(14)에서 전체의 둘레에 걸쳐 공칭 벽 두께의 10 % 내지 40 %로 감축된다.

Description

주형 관{MOLD TUBE}

본 발명은 청구항 1 및 청구항 4의 전제부의 특징에 따른 금속 연속 주조용의 구리제 주형 관에 관한 것이다.

선행 기술 중에는 내부 횡단면 및 외부 횡단면이 사각형이고 종 방향 에지 구역이 둥글게 된 주형 관이 있는데, 그러한 주형 관의 공칭 벽 두께는 관 개구부에서 서로 정면으로 대향된 내부 표면의 간격의 8 % 내지 10 %이다.

또한, 그러한 주형 관에서는 내부 표면을 외부로부터 관 벽에 공급되어 열을 반출할 수 있는 냉각 매체의 간접적인 영향 하에 두는 것이 공지되어 있다. 그 경우, 주형 관은 외곽에 꼭 들어맞는 외피를 구비할 수 있는데, 그 외피는 주형 관의 외부 표면과 함께 정확하게 정해진 갭을 형성하여 그 갭을 통해 냉각 매체가 안내된다. 아울러, 냉각 매체는 주형 관의 벽에 수직으로 마련된 냉각 채널을 통해 흐를 수 있다. 끝으로, 분무 노즐을 경유하여 주형 관의 외부 표면으로 냉각 매체를 추진하는 것도 공지되어 있다.

실무상으로 주조 속도를 특히 2.5 m/min 이상으로 상승시키고자 하는 중에는 주형 관의 모재의 한정된 전열 용량으로 인해, 그 때에 발생된 열이 열을 반출하는 냉각 매체에 단지 부분적으로만 전달될 수 있다. 그 결과, 주형 관의 내부 표면이 부분적으로 과열되어 손상되게 된다. 이러한 상황은 특히 레벨이 변하는 용탕 표면의 높이 구역 또는 주입하려는 금속의 1차 응고물의 제1 상의 구역에서 관찰되는데, 이는 그 곳에서 주형 재료로의 최대의 열 공급이 유포되기 때문이다.

전술한 선행 기술로부터 출발한 본 발명의 목적은 특히 2.5 m/min 이상의 주조 속도에서 열을 주조 대상 금속으로부터 냉각 매체로 지장없이 이송하는 것을 보장하는 금속 연속 주조용 구리제 주형 관을 제공하는 것이다.

도 1은 주형 관의 사시도이고,

도 2는 도 1의 주형 관을 3개의 상이한 냉각 방식과 함께 확대 축척으로 나타낸 평면도이고,

도 3은 주형 관의 다른 실시 양태의 사시도이고,

도 4는 주형 관의 제3 실시 양태의 사시도이고,

도 5는 도 4의 주형 관을 확대 축척으로 나타낸 평면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1, 1a, 1b : 주형 관

2 : 종 방향 에지 구역

3 : 벽 구역

4, 4a : 관 개구부

5, 5a : 내부 표면

6 : 갭

7 : 외부 표면

8 : 외피

9 : 종 방향 채널

10 : 노즐

11, 14, 15 : 높이 구역

12, 12a : 주입 단부면

13 : 둘레 진로

16 : 관 벽

A, A1, A2: 간격

H : 높이

그러한 목적은 한편으로 청구항 1의 특징부의 특징에 의해, 그리고 그에 대해 선택적으로 청구항 4의 특징부의 특징에 의해 달성된다.

이제, 본 발명의 선택적인 제1 방안에 따르면, 종 방향 에지 구역에서의 사각형 주형 관의 벽 두께는 종 방향 에지 구역 사이의 벽 구역에서의 벽 두께에 비해 10 % 내지 40 % 정도 더 작은 크기로 된다. 그러한 조치에 의해, 특히 냉각 매체가 주형 관과 그 주형 관을 둘러싼 외피 사이의 갭으로 안내되든, 냉각 매체가 주형 관의 벽에 있는 냉각 채널로 흐르든, 냉각 매체가 직접 주형 관의 외부 표면에 분무되든 상관 없이 > 2.5 m/min의 주조 속도에서도 발생된 열이 지장없이 각각의 냉각 매체에 전달될 수 있게 된다.

종 방향 에지 구역에서의 벽 두께는 청구항 2의 특징에 따라 종 방향 에지 구역 사이의 벽 구역에서의 벽 두께에 비해 25 % 내지 30 % 정도 더 작은 크기로 되는 것이 바람직하다.

그러한 벽 두께 감축은 주형 관의 전체 길이에 걸쳐 전개될 수 있다.

그러나, 각각의 국부적 상황에 의존하여 청구항 3에 따른 바와 같이 종 방향 에지 구역에서의 벽 두께 감축을 액상 금속의 각각의 용탕 표면이 놓이는 높이 구역으로 한정시키는 것도 고려될 수 있다.

본 발명의 선택적 제2 방안에 따르면, 청구항 4의 특징부의 특징과 상응하게 주형 관의 벽 두께가 액상 금속의 용탕 표면의 높이 구역에서 전체 둘레에 걸쳐 공칭 벽 두께의 10 % 내지 40 %로 감축된다. 주형 관의 횡단면은 다각형, 즉 사각형일 수도 있고 원형일 수도 있다.

그 경우에도 역시 벽 두께 감축은 청구항 5의 특징에 따라 공칭 벽 두께의 25 % 내지 30 %인 것이 바람직하다.

청구항 6의 특징에 따르면, 주형 관 내의 용탕 표면은 주입 단부면으로부터 그 주입 단부면을 기점으로 하여 약 500 ㎜까지 연장되는 높이 구역에 놓인다.

경험상으로, 용탕 표면의 높이 레벨은 청구항 7의 특징에 따라 주입 단부면 아래로 80 ㎜ 내지 180 ㎜에 놓이는 것이 바람직하다.

이하, 본 발명을 첨부 도면에 도시된 실시예에 의거하여 더욱 상세히 설명하기로 한다.

도 1 및 도 2에는 금속 연속 주조용, 특히 강 연속 주조용의 구리제 주형 관이 도면 부호 "1"로 지시되어 있다.

그러한 주형 관(1)은 내외 종 방향 에지 구역(2)이 둥글게 된 사각형 내외 횡단면을 갖는다. 종 방향 에지 구역(2) 사이의 벽 구역(3)의 소위 공칭 벽 두께(WD)는 관 개구부(4)에서 서로 정면으로 대향된 내부 표면(5)의 간격(A)의 8 % 내지 10 %이다.

종 방향 에지 구역(2)에서의 벽 두께(WD1)는 종 방향 에지 구역(2) 사이의 벽 구역(3)에서의 벽 두께(WD)에 비해 10 % 내지 40 % 정도 더 작은 크기로 된다.

도 1 및 도 2의 주형 관(1)의 상이한 벽 두께(WD, WD1)는 주형 관(1)의 전체 높이(H)(길이)에 걸쳐 있다.

도 2에 도시된 제1 실시 양태에 따르면, 주형 관(1)의 냉각은 주형 관(1)의 외부 표면(7)과 정해진 간격(A1)을 두고 주형 관(1)을 둘러싸는 외피(8) 사이에 형성된 갭(6)을 통해 흐르는 냉각 매체에 의해 달성될 수 있다.

도 2에 도시된 제2 실시 양태는 주형 관(1)의 벽 구역(3)에 마련되어 적절한 냉각 매체를 공급받는 종 방향 채널(9)이 제공된다.

마지막으로, 도 2는 주형 관(1)의 외부 표면(7)이 부분 구역에서 또는 전체적으로 노즐(10)로부터 그 표면(7)으로 분무되는 냉각 매체에 의해 냉각되는 냉각 방법의 실시 양태도 아울러 도시하고 있다.

도 3은 종 방향 에지 구역(2)에서의 벽 두께 감축이 도시를 생략한 액상 금속의 용탕 표면의 레벨이 위치되는 높이 구역(11)으로 한정된 금속 연속 주조용의 구리제 주형 관(1a)을 도시하고 있다. 그러한 높이 구역(11)은 통상적으로 주형 관(1a)의 주입 단부면(12)과, 주입 단부면(12) 아래로 약 500 ㎜에 놓인 구역 사이에서 연장된다.

주형 관(1a)의 냉각은 주형 관(1)의 냉각과 동일하게 달성될 수 있다. 따라서, 이에 대해서는 추가의 설명을 생략하기로 한다.

도 2 및 도 3을 함께 참고하면, 종 방향 에지 구역(2)에서의 두께 감축이 어떻게 달성되는가를 또한 알 수 있다. 하부 높이 구역에서의 주형 관(1a)의 외부 둘레의 최초 진로는 도 2에 점선의 윤곽선(13)으로 표시되어 있다.

도 4 및 도 5에 따른 금속 연속 주조용의 구리제 주형 관(1b)의 실시 양태에서는 도시를 생략한 액상 금속의 용탕 표면의 높이 구역(14)에서 관 벽(16)의 벽 두께(WD2)가 전체의 둘레에 걸쳐 공칭 벽 두께(WD3)의 10 % 내지 40 %로 감축된다. 그러한 높이 구역(14)은 주입 단부면(12a)으로부터 관 개구부(4a) 쪽으로 약 500 ㎜ 정도 연장된다. 용탕 표면 그 자체는 대부분 주입 단부면(12a) 아래로 80 ㎜ 내지 180 ㎜의 높이 구역(15)에 놓인다.

본 실시 양태에서도 역시 공칭 벽 두께(WD3)는 관 개구부(4a)에서 서로 정면으로 대향된 내부 표면(5a)의 간격(A2)의 8 % 내지 10 %이다.

도 4 및 도 5의 주형 관(1b)의 실시 양태는 도 2에 의거하여 설명한 바와 동일하게 냉각될 수 있다. 따라서, 이에 대해서는 추가의 설명을 생략하기로 한다.

본 발명에 따른 금속 연속 주조용의 구리제 주형 관에서는 종 방향 에지 구역에서의 사각형 주형 관의 벽 두께가 종 방향 에지 구역 사이의 벽 구역에서의 벽 두께에 비해 10 % 내지 40 % 정도 더 작은 크기로 됨으로써, 냉각 매체가 주형 관과 그 주형 관을 둘러싼 외피 사이의 갭으로 안내되든, 냉각 매체가 주형 관의 벽에 있는 냉각 채널로 흐르든, 냉각 매체가 직접 주형 관의 외부 표면에 분무되든 상관없이 2.5 m/min 이상의 높은 주조 속도에서도 발생된 열이 지장없이 각각의 냉각 매체에 전달될 수 있게 된다.

Claims (7)

1. 종 방향 에지 구역(2)이 둥글게 된 사각형의 내외 횡단면 및 관 개구부(4)에서 서로 정면으로 대향된 내부 표면(5)의 간격(A)의 8 % 내지 10 %인 공칭 벽 두께(WD)를 갖고, 내부 표면(5)이 관 벽(2, 3)의 외부로부터 공급되어 열을 반출할 수 있는 냉각 매체의 간접적인 영향하에 있는 것인 금속 연속 주조용의 구리제 주형 관에 있어서,

   종 방향 에지 구역(2)에서의 벽 두께(WD1)는 종 방향 에지 구역(2) 사이의 벽 구역(3)에서의 벽 두께(WD)에 비해 10 % 내지 40 % 정도 더 작은 크기로 되는 것을 특징으로 하는 주형 관.
2. 제1항에 있어서, 종 방향 에지 구역(2)에서의 벽 두께(WD1)는 종 방향 에지 구역(2) 사이의 벽 구역(3)에서의 벽 두께(WD)에 비해 25 % 내지 30 % 정도 더 작은 크기로 되는 것을 특징으로 하는 주형 관.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 종 방향 에지 구역(2)에서의 벽 두께 감축은 액상 금속의 용탕 표면의 레벨이 놓이는 높이 구역(11)으로 한정되는 것을 특징으로 하는 주형 관.
4. 다각형 또는 원형의 내외 횡단면 및 관 개구부(4a)에서 서로 정면으로 대향된 내부 표면(5a)의 간격(A2) 또는 관 개구부에서의 내경의 8 % 내지 10 %인 공칭 벽 두께(WD3)를 갖고, 내부 표면(5a)이 관 벽(16)의 외부로부터 공급되어 열을 반출할 수 있는 냉각 매체의 간접적인 영향하에 있는 것인 금속 연속 주조용의 구리제 주형 관에 있어서,

   벽 두께(WD2)는 액상 금속의 용탕 표면의 높이 구역(14, 15)에서 전체 둘레에 걸쳐 공칭 벽 두께(WD3)의 10 % 내지 40 %로 감축되는 것을 특징으로 하는 주형 관.
5. 제4항에 있어서, 상기 벽 두께(WD2)는 용탕 표면의 높이 구역(14, 15)에서 전체 둘레에 걸쳐 공칭 벽 두께(WD3)의 25 % 내지 30 %로 감축되는 것을 특징으로 하는 주형 관.
6. 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 용탕 표면은 주입 단부면(12, 12a) 아래로 500 ㎜까지의 높이 구역(11, 14)에 놓이는 것을 특징으로 하는 주형 관.
7. 제3항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 용탕 표면은 주입 단부면(12a) 아래로 80 ㎜ 내지 180 ㎜의 높이 구역(15)에 놓이는 것을 특징으로 하는 주형 관.