KR20050113171A - 슬라이딩 플레이트 유동-제어 장치와 조합되는 주조 설비용노즐의 삽입 및/또는 분리를 위한 장치용의 내화 플레이트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 슬라이딩 플레이트 유동-제어 장치와 조합되는 주조 설비용 노즐의 삽입 및/또는 분리를 위한 장치용의 내화 플레이트에 관한 것으로, 이 내화 플레이트는 a) 슬라이딩 플레이트를 관통하는 주조 채널(3)의 입구를 형성하는 오리피스(2)가 마련되어 있고, 유동-제어 장치의 가동 플레이트의 면에 합치되는 면과 함께 적어도 오리피스(2)의 둘레에 밀봉면을 형성할 수 있는 제1 표면(1)과, b) 장치의 하우징 내에 놓이도록 되어 있고, 상기 주조 채널(3)을 에워싸고 하우징의 바닥벽을 통해 연장되는 평면 돌출부(5)가 마련되어 있는 제2 표면(4)과, c) 슬라이딩 플레이트를 관통하는 상기 주조 채널(3)의 출구를 형성하는 오리피스(7)가 마련된 상기 평면 돌출부(5)의 평탄면에 의해 형성되는 제3 표면(6)을 포함하며, 상기 제3 표면은 주조 위치에서 내화 튜브의 합치면(matching face)과 함께 적어도 오리스피(7)의 둘레에 밀봉면을 형성하고, 내화 튜브를 도입 위치로부터 주조 위치로 안내하는 안내면으로서 작용하도록 되어 있으며, 상기 제3 표면의 형상은, 내화 튜브가 도입 위치로부터 주조 위치로 진행함에 따라 내화 튜브의 합치면과 접촉 상태로 있는 플레이트의 제3 표면(6)의 부분이 증가하도록 되어 있다. 이러한 내화 플레이트에 의해, 튜브를 도입 위치로부터 주조 위치로 안내하는 데 사용될 수 있는 하면을 최대화하면서 기껏해야 플레이트의 하부를 지지하는 요구가 최적으로 된다.

Description

슬라이딩 플레이트 유동-제어 장치와 조합되는 주조 설비용 노즐의 삽입 및/또는 분리를 위한 장치용의 내화 플레이트{REFRACTORY PLATE FOR A DEVICE FOR THE INSERTION AND/OR REMOVAL OF A NOZZLE FOR A CASTING INSTALLATION COMBINED WITH A SLIDING PLATE FLOW-CONTROL DEVICE}

본 발명은 슬라이딩 플레이트 유동-제어 장치와 조합되는 주조 설비용 노즐의 삽입 및/또는 분리를 위한 장치용의 내화 플레이트에 관한 것이다.

용융물의 주조는 일반적으로 2개의 연속되는 금속제 컨테이너 사이에 주조 채널을 형성하는 여러 개의 내화 요소를 구비하는 설비에 의해 실행된다. 이들 내화 요소는 용융물을 반송하는 기능, 용융물을 주변 분위기의 화학적 공격 및 냉각에 대하여 보호하는 기능, 그리고 선택적으로 용융물 주조 흐름을 제어하는 기능 등을 실행한다. 따라서, 연속 주조에 있어서, 주조 레이들(ladle) 내에 수용된 용융물은 레이들의 바닥에 배치되고 바닥벽을 통하여 연장되는 노즐에 의해 길어지는 배출 오리피스를 통하여 주입된다. 바닥 벽 아래에는 액상 금속 스트림의 유동 제어를 위한 장치가 있으며, 이 장치는 주조 오리피스가 각각 마련되어 있는 내화 플레이트로 구성되며, 상기 주조 오리피스는 플레이트들의 상대 변위에 의해 서로에 대해 정렬되거나 이동될 수 있어서, 주입 오리피스의 중첩에 의해 형성되는 횡단면 유동 영역을 변형시킨다. 용융물은 유동 제어 장치로부터 노즐로 유출되고, 일반적으로 작은 길이의 컬렉터 노즐로 지칭된다. 종종, 큰 통으로의 진행 중에 컬렉터 노즐로부터 배출된 스트림을 덮도록 되어 있는 슈라우드 주조 튜브가 제공된다. 통상적으로, 이러한 슈라우드는 컬렉터 노즐의 하류 끝에 설치되어 있다. 그러나, 미국 특허 제5,695,674호로부터, 컬렉터 노즐과 슈라우드 노즐이 가이드 레일 내로의 슬라이딩에 의해 주조 위치로 도입되는 조립체를 형성하는 주조 설비가 또한 공지되어 있다. 국제 특허 출원 WO-A1-9920420은 그러한 슈라우드 튜브(shrouding tube)를 개시하고 있다.

그 후, 슈라우드 튜브를 통하여 큰 통 내로 주입된 금속은 큰 통의 바닥에 배치된 하나 이상의 주입 오리피스를 향하여 안내된다. 이 오리피스는 잉곳-몰드 내로 직접적으로 연장될 수 있는 노즐에 의해 연장된다. 이 경우에, 큰 통으로부터 주입된 용융물의 유동-제어는 바닥벽에 배치된 주입 오리피스를 폐쇄할 수 있는 스토퍼 시스템에 의해 실행된다. 변형예로서, 노즐은 여러 개의 인접한 요소, 특히 바닥벽에 배치된 주입 오리피스의 상류에서 종결되고 평탄면으로서 형성된 단부의 하류에서 종결되는 내부 노즐과, 이 내부 노즐의 평탄면과 합치되는 평탄면의 상류에서 종결되는 서브엔트리(subentry) 노즐로 형성될 수 있다. 이러한 설비는 주조를 방해하지 않으면서 서브엔트리 노즐을 (특허 EP-A1-192,019에 개시된 바와 같은) 적절한 장치로 교체할 수 있다. 이 경우에도, 큰 통으로부터 주입된 용융물의 유동-제어는 바닥벽에 배치된 주입 오리피스를 폐쇄할 수 있는 스토퍼 시스템에 의해 실행된다. 주조 레이들과 관련하여 위에서 설명한 유동-제어 장치와 동일한 원리에 따라 동작하는 플레이트를 갖춘 유동-제어 장치가 내부 노즐과 서브엔트리 노즐 사이에 삽입되어 있는 다른 변형예도 또한 공지되어 있다. 특허 EP-B1-441,927은 이러한 유형의 설비를 개시하고 있다.

도 1 및 도 1a는 본 발명에 따른 2개의 상이한 내화 플레이트의 평면도를 도시하고,

도 2 및 도 2a는 각각 도 1 및 도 1a의 선 A-A를 따라 취한 횡단면도를 도시하고,

도 3은 도 1의 B-B를 따라 취한 횡단면도를 도시하고,

도 4 및 도 4a는 각각 도 1 및 도 1a의 플레이트의 하면에서 본 사시도이다.

보다 구체적으로, 본 발명은 슬라이딩 플레이트 유동-제어 장치와 조합되는 주조 설비용 노즐의 삽입 및/또는 분리를 위한 장치를 포함하는 설비에 관한 것이다.

주조를 방해하지 않으면서 주조 중에 노즐을 삽입 및/또는 교환하는 가능성에 대하여 이상에서 설명하였다. 용융물을 금속제 컨테이너로부터 다른 컨테이너를 향하여 안내하도록 의도된 주입 노즐은 실제로는 그들 노즐의 수명이 주조 시간을 제한할 수 있는 한도로 기계적으로, 화학적으로, 열적으로 강한 응력을 받는 마모 부품이다. 이와 관련하여, 본 발명에 따른 플레이트에 의해 해결하고자 하는 많은 문제가 있다.

실제로, 슬라이딩 플레이트 유동-제어 장치의 하부 플레이트는 또한 슬라이딩 플레이트 유동-제어 장치와 조합되는 주조 설비용 노즐의 삽입 및/또는 분리를 위한 장치의 고정 플레이트이며, 상기 유동 제어 장치에 대하여 상기 노즐은 상기 삽입 및/또는 분리를 위한 장치에 의해 삽입 위치로부터 주조 위치를 향하게 된다. 이들 2가지 기능은 거의 조화를 이룰 수 없는 다음의 요구를 강요한다.

- 슬라이딩 유동-제어 장치의 하부 플레이트는 기껏해야 상기 플레이트의 상면과 유동-제어 장치의 가동 플레이트의 합치면 사이에 완전한 시일을 제공하도록 플레이트를 지지하는 하우징 내에 놓여야 한다.

- 플레이트의 하면은 도입 위치로부터 주조 위치를 향하여 변위되는 중에 노즐을 안내할 수 있어야 한다.

플레이트가 그것의 하우징 내로 충분히 지지되지 않으면, 플레이트는 실제로 균일하게 지지되지 않는다. 특히, 압력이 플레이트의 주입 오리피스 둘레에 균일하게 분포되지 않고, 고정 플레이트와 가동 플레이트 사이에서 얇은 스트립 또는 응고된 금속의 형성으로부터 야기되는 "피닝(finning)"으로 불리는 일이 발생할 수 있다. 이러한 일이 반복적으로 발생하면, 응고된 금속 스트립은 웨지(wedge)로서 작용하여 두 플레이트를 멀어지게 밀어낸다. 이는 주조 작업의 즉각적 종결을 초래하는 용융 금속의 침투에 의해 끝날 수 있다.

안내면이 노즐을 도입 위치로부터 주조 위치를 향하여 충분히 정확하게 안내할 수 없으면, 생각할 수 있는 부정적 결과로 인하여 이러한 주조 노즐이 부정확한 위치로 있게 될 우려가 생긴다.

또한, 경제적인 이유로, 내화 플레이트가 가능한 한 작은 치수, 특히 두께와 관련하여 작은 치수를 갖는 것이 중요하다. 그러나, 슬라이딩 플레이트 유동-제어 장치의 하부 플레이트를 통하여 연장되는 주조 채널은 난류 및 이 난류를 통과하는 비대칭 용융 금속 스트림에 기인하여 매우 심하게 부식된다. 특히, 그와 같이 이탈되는(불균형을 겪는) 금속 스트림이 배출 오리피스의 근처에서 주조 채널의 벽에 충돌하는 것을 방지하는 것이 중요한데, 그렇지 않으면 주조 채널의 오리피스 둘레에서 인접 내화 요소와의 접촉에 의해 형성된 시일이 손상될 위험이 커질 수 있다.

따라서, 본원의 발명자는 이들 문제를 해결하고자 하였고, 해당 플레이트에 돌기를 제공하는 개념에 이르게 되었다. 이와 같이 하더라도, 플레이트의 형상은 여전히 전술한 문제를 해결하기에 최적으로 되어야 한다.

본 발명의 용이한 이해를 돕기 위하여, 이제 예시적인 도면을 기초로 하여 본 발명을 설명한다. 그러나, 이들 도면은 어떤 식으로든 본원 발명을 한정하는 것은 아니다.

본 발명에 따르면, 슬라이딩 플레이트 유동-제어 장치와 조합되는 주조 설비용 노즐의 삽입 및/또는 분리를 위한 장치용의 내화 플레이트는

a) 슬라이딩 플레이트를 관통하는 주조 채널(3)의 입구를 형성하는 오리피스(2)가 마련되어 있고, 유동-제어 장치의 가동 플레이트의 면에 합치되는 면과 함께 적어도 오리피스(2)의 둘레에 밀봉면을 형성할 수 있는 제1 표면(1)과,

b) 장치의 하우징 내에 놓이도록 되어 있고, 상기 주조 채널(3)을 에워싸고 하우징의 바닥벽을 통해 연장되는 평면 돌출부(5)가 마련되어 있는 제2 표면(4)과,

c) 슬라이딩 플레이트를 관통하는 상기 주조 채널(3)의 출구를 형성하는 오리피스(7)가 마련된 상기 평면 돌출부(5)의 평탄면에 의해 형성되는 제3 표면(6)을 포함한다. 상기 제3 표면(6)은 본질적으로

- 주조 위치에서 내화 튜브의 합치면(matching face)과 함께 적어도 오리스피(7)의 둘레에 밀봉면을 형성하고,

- 내화 튜브를 도입 위치로부터 주조 위치로 안내하는 안내면으로서 작용하도록 되어 있으며, 상기 제3 표면의 형상은, 내화 튜브가 도입 위치로부터 주조 위치로 진행함에 따라 내화 튜브의 합치면과 접촉 상태로 있는 플레이트의 제3 표면(6)의 부분이 증가하도록 되어 있다.

이러한 내화 플레이트에 의해, 튜브를 도입 위치로부터 주조 위치로 안내하는 데 사용될 수 있는 하면을 최대화하면서 기껏해야 플레이트의 하부를 지지하는 요구가 최적으로 된다.

돌출부의 바람직한 형상은 팁 형상이며, 이 팁(8)은 내화 튜브의 도입 위치를 향하여 지향된다. 이제부터, 튜브를 도입 위치로부터 이동시키는 데 필요한 초기 노력은 매우 작고, 튜브가 주조 위치에 근접하게 이동함에 따라 점차적으로 증가한다. 튜브가 노즐의 삽입 및/또는 분리 장치에서 완전히 정렬되지 않은 경우에, 상기 특별한 형상에 의해 튜브를 조정할 수 있다.

타원형, 삼각형 또는 계란형이 특히 적합한 형상이다. 날카로운 각도(도 1, 도 1a, 도 4 및 도 4a 참조)를 방지할 수 있고, 전술한 효과를 최대화할 수 있는 계란 형상이 특히 바람직하다.

팁(8)의 단부에 모따기부가 마련되어 있으면, 상기 유리한 효과가 훨씬 강화된다.

대안으로, 팁(8)의 반대쪽 단부에 모따기부를 갖는 것도 가능하다. 이는, 튜브 도입 방향과 반대 방향으로부터 도입되어야 하는 다른 튜브 또는 임의의 다른 내화 요소를 주조 위치 또는 임의의 다른 적절한 위치로 이동시킬 필요가 있을 때에, 특히 유리하다. 예컨대, 이는 장치의 다른 측면 상의 대기 위치에 머무르는 컬렉터 노즐일 수 있다.

본 발명에 따른 플레이트는 금속제 엔빌로프를 구비할 수도 있고, 구비하지 않을 수도 있다.

슬라이딩 플레이트 유동-제어 장치의 표면(1) 및 하면 사이의 입구 오리피스(2) 둘레 또는 튜브의 상면 및 표면(6) 사이의 출구 오리피스(7) 둘레의 시일을 통과함으로써 용융 금속 스트림을 오염시킬 수 있는 주변 분위기로부터 금속 스트림을 보호하는 것이 유리할 경우에는, 보호할 오리피스를 에워싸는 불활성 가스 슈라우드 채널을 형성할 수 있는 수단을 또한 제공할 수도 있다. 예컨대, 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이 제3 표면(3)에서 출구 오리피스(7)를 에워싸는 원형 홈(10)에 연결되는 불활성 가스 라인(9)을 마련할 수 있다. 임의의 다른 유형의 유사한 홈을 오리피스(2)의 둘레에서 마련할 수 있다.

궁극적으로, 본 발명의 다른 유리한 변형예에 따르면, 제3 표면(6)의 오리피스(11)로부터 플레이트를 통과하여 제1 표면(1)의 오리피스(13)를 향하여 연장되는 제2 통로(12)가 마련되어 있다. 바람직하게는, 이 제2 통로(12)는 주조 채널(3)보다 작은 치수를 갖고, 국부적으로는 주조 채널(3)로부터 멀어지게, 예컨대 팁(8)의 단부에 인접하게 될 것이다. 이 실시예는 도 1a, 도 2a 및 도 4a에 도시되어 있다.

유동-제어 장치를 개방하는 것만으로는 자연적으로 주조 절차를 개시하는 것이 불가능할 경우에는, 상기 제2 통로를 가동 플레이트의 주조 채널과 겹치게 하고, 예컨대 산소 랜싱에 의해 주조 채널로부터 임의의 장애를 제거할 수 있게 하는 랜싱 장치(lancing device)를 하류의 내화 요소의 오리피스 및 통로(12)를 통하여 도입할 수 있다. 이 경우에, 컬렉터 노즐(11)을 오리피스(11)의 아래에 위치 결정하거나, 내화 플레이트를 통과하는 주조 채널에 접근할 수 있게 하는 수단을 구비하는 내화 플레이트에 마련하는 것이 유용할 수 있다.

Claims (10)

1. a) 슬라이딩 플레이트를 관통하는 주조 채널(3)의 입구를 형성하는 오리피스(2)가 마련되어 있고, 유동-제어 장치의 가동 플레이트의 면에 합치되는 면과 함께 적어도 오리피스(2)의 둘레에 밀봉면을 형성할 수 있는 제1 표면(1)과,

   b) 장치의 하우징 내에 놓이도록 되어 있고, 상기 주조 채널(3)을 에워싸고 하우징의 바닥벽을 통해 연장되는 평면 돌출부(5)가 마련되어 있는 제2 표면(4)과,

   c) 슬라이딩 플레이트를 관통하는 상기 주조 채널(3)의 출구를 형성하는 오리피스(7)가 마련된 상기 평면 돌출부(5)의 평탄면에 의해 형성되는 제3 표면(6)

   을 포함하는 슬라이딩 플레이트 유동-제어 장치와 조합되는 주조 설비용 노즐의 삽입 및/또는 분리를 위한 장치용의 내화 플레이트로서,

   상기 제3 표면(6)은

   - 주조 위치에서 내화 튜브의 합치면(matching face)과 함께 적어도 오리스피(7)의 둘레에 밀봉면을 형성하고,

   - 내화 튜브를 도입 위치로부터 주조 위치로 안내하는 안내면으로서 작용하도록 되어 있으며,

   상기 제3 표면의 형상은, 내화 튜브가 도입 위치로부터 주조 위치로 진행함에 따라 내화 튜브의 합치면과 접촉 상태로 있는 플레이트의 제3 표면(6)의 부분이 증가하도록 되어 있는 것인 내화 플레이트.
2. 제1항에 있어서, 상기 제3 표면(6)은 팁의 형상을 가지며, 이 팁(8)은 내화 튜브의 도입 위치를 향하여 지향되는 것인 내화 플레이트.
3. 제2항에 있어서, 상기 제3 표면(6)은 팁(8)의 단부에 모따기부가 형성되어 있는 것인 내화 플레이트.
4. 제2항에 있어서, 상기 제3 표면(6)은 팁(8)의 단부와 반대쪽 측면에 모따기부가 형성되어 있는 것인 내화 플레이트.
5. 제1항에 있어서, 상기 제3 표면(6)은 타원 형상인 것인 내화 플레이트.
6. 제1항에 있어서, 상기 제3 표면(6)은 삼각형 형상인 것인 내화 플레이트.
7. 제1항에 있어서, 상기 제3 표면(6)은 계란 형상인 것인 내화 플레이트.
8. 제1항에 있어서, 불활성 가스 공급 수단을 구비하는 것인 내화 플레이트.
9. 제8항에 있어서, 상기 불활성 가스 공급 수단은 가스 반송 라인(9)과, 제3 표면(6)에서 주조 채널의 출구 오리피스(7)를 에워싸는 원형 홈(10)을 포함하는 것인 내화 플레이트.
10. 제2항에 있어서, 상기 제3 표면(6)은 상기 팁(2)의 단부에 인접한 제2 오리피스(11)를 포함하는 것인 내화 플레이트.