KR20130034323A

KR20130034323A - 턴디쉬의 용강 무산화 주입장치

Info

Publication number: KR20130034323A
Application number: KR1020110098276A
Authority: KR
Inventors: 문홍길; 최주태; 하태준
Original assignee: 현대제철 주식회사
Priority date: 2011-09-28
Filing date: 2011-09-28
Publication date: 2013-04-05

Abstract

본 발명은 턴디쉬의 용강 무산화 주입장치에 관한 것으로, 연속주조 공정에서 래들의 출강구에 설치되며, 외부로부터 유입되는 제1아르곤가스를 수직방향으로 분사하여, 상기 출강구로부터 턴디쉬의 수강구로 주입되는 용강을 감싸는 제1차단막을 형성하는 제1스크린수단; 및 상기 턴디쉬의 수강구에 설치되며, 외부로부터 유입되는 제2아르곤가스를 수평방향으로 분사하여, 상기 제1차단막과 교차하는 제2차단막을 형성하는 제2스크린수단;을 제공한다.

Description

턴디쉬의 용강 무산화 주입장치{MOLTEN METAL POURING APPARATUS MADE NON-OXIDATION ATMOSPHERE IN TUNDISH}

본 발명은 턴디쉬의 용강 무산화 주입장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 슈라우드 노즐을 사용하지 않고 턴디쉬 내로 무산화 분위기에서 용강을 주입할 수 있는 턴디쉬의 용강 무산화 주입장치에 관한 것이다.

일반적으로, 연속주조기(이하, "연주기"라고 약칭한다)는 제강로에서 생산되어 래들(Ladle)로 이송된 용강을 턴디쉬(Tundish)에 받았다가 연주기용 몰드로 공급하여 일정한 크기의 주편을 생산하는 설비이다.

연주기는 용강을 저장하는 래들과, 턴디쉬 및 상기 턴디쉬에서 출강되는 용강을 최초 냉각시켜 소정의 형상을 가지는 스트랜드로 형성하는 연주용 몰드와, 상기 몰드에 연결되어 몰드에서 형성된 스트랜드를 이동시키는 다수의 핀치롤을 포함한다.

다시 말해서, 상기 래들과 턴디쉬에서 출강된 용강은 몰드에서 소정의 폭과 두께 및 형상을 가지는 스트랜드로 형성되어 핀치롤을 통해 이송되고, 핀치롤을 통해 이송된 스트랜드는 절단기에 의해 절단되어 소정 형상을 갖는 슬라브(Slab)로 제조된다.

관련 선행기술로는 한국등록실용신안 제20-0166037호가 있다.

한국등록실용신안 제20-0166037호

본 발명은 슈라우드 노즐을 사용하지 않고 턴디쉬 내로 무산화 분위기에서 용강을 주입할 수 있는 턴디쉬의 용강 무산화 주입장치를 제공하는 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 턴디쉬의 용강 무산화 주입장치는 연속주조 공정에서 래들의 출강구에 설치되며, 외부로부터 유입되는 제1아르곤가스를 수직방향으로 분사하여, 상기 출강구로부터 턴디쉬의 수강구로 주입되는 용강을 감싸는 제1차단막을 형성하는 제1스크린수단; 및 상기 턴디쉬의 수강구에 설치되며, 외부로부터 유입되는 제2아르곤가스를 수평방향으로 분사하여, 상기 제1차단막과 교차하는 제2차단막을 형성하는 제2스크린수단;을 포함할 수 있다.

구체적으로 상기 제1스크린수단은 내부가 빈 고리 형상을 이루어 상기 래들의 출강구에 설치되는 제1몸체와, 상기 제1몸체의 하면에 형성되는 제1환형노즐과, 상기 제1몸체에 설치되는 제1가스주입구로 이루어질 수 있다.

상기 제1몸체의 하면은 경사지게 형성될 수 있다.

상기 제2스크린수단은 고리 형상을 이루어 상기 턴디쉬의 수강구에 설치되는 제2몸체와, 상기 제2몸체의 내부에 형성되는 환형공간과, 상기 환형공간의 내주연에 형성되는 제2환형노즐과, 상기 제2몸체에 설치되어 상기 환형공간과 연락하는 제2가스주입구로 이루어질 수 있다.

상기 환형공간은 내부가 빈 고리부재가 상기 제2몸체의 내주연에 끼움 결합됨으로써 형성되고, 상기 제2환형노즐은 상기 고리부재의 내주연에 형성됨으로써 형성될 수 있다.

상기 제2몸체의 내경은 직경이 작은 내경이 아래에 놓이게 단차지게 형성되고, 단차부는 경사지게 형성되며, 직경이 작은 내경측에 상기 환형공간이 형성될 수 있다.

상기 턴디쉬의 상부에 설치되어 제3아르곤가스를 상기 턴디쉬의 내부에 주입하는 1개 이상의 제3가스주입구를 더 포함할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 턴디쉬 내 용강 주입시 대기와의 접촉을 방지함으로써 용강의 오염을 방지할 수 있다.

또한, 턴디쉬 수강부의 크기를 최소화할 수 있고 턴디쉬 내부에 무산화 분위기를 만들어 턴디쉬 내 용강이 체류하는 동안 대기 유입으로 인한 산화 개재물 발생을 최소화할 수 있다.

또한, 슈라우드 노즐을 사용하지 않으므로 래들 교환시 발생할 수 있는 작업자의 업무 경감 및 용강 누출로 인한 작업 안전을 도모할 수 있다.

또한, 슈라우드 노즐을 사용하지 않으므로 내화물 원가를 절감할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예와 관련된 용강(M)의 흐름을 중심으로 연속주조기를 설명하기 위한 개념도이다.
도 2는 본 발명의 턴디쉬의 용강 무산화 주입장치가 래들 및 턴디쉬에 장착된 모습을 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2의 표시 A부분을 확대하여 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명에서 제1스크린수단을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명에서 제2스크린수단을 나타낸 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 어느 곳에서든지 동일한 부호로 표시한다. 또한 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 용강(M)의 흐름을 중심으로 연속주조기를 설명하기 위한 개념도이다.

도면을 참조하면, 용강(M)은 래들(10)에 수용된 상태에서 턴디쉬(20)로 유동하게 된다. 이러한 유동을 위하여, 래들(10)에는 턴디쉬(20)를 향해 연장하는 슈라우드노즐(Shroud nozzle, 15)이 설치된다. 슈라우드노즐(15)은 용강(M)이 공기에 노출되어 산화·질화되지 않도록 턴디쉬(20) 내의 용강에 잠기도록 연장한다. 슈라우드노즐(15)의 파손 등으로 용강(M)이 공기 중에 노출된 경우를 오픈 캐스팅(Open casting)이라 한다.

턴디쉬(20) 내의 용강(M)은 몰드(30) 내로 연장하는 침지노즐(Submerged Entry Nozzle, 25)에 의해 몰드(30) 내로 유동하게 된다. 침지노즐(25)은 몰드(30)의 중앙에 배치되어, 침지노즐(25)의 양 토출구에서 토출되는 용강(M)의 유동이 대칭을 이룰 수 있도록 한다. 침지노즐(25)을 통한 용강(M)의 토출의 시작, 토출 속도, 및 중단은 침지노즐(25)에 대응하여 턴디쉬(20)에 설치되는 스톱퍼(Stopper, 21)에 의해 결정된다.

구체적으로, 스톱퍼(21)는 침지노즐(25)의 입구를 개폐하도록 침지노즐(25)과 동일한 라인을 따라 수직 이동될 수 있다. 침지노즐(25)을 통한 용강(M)의 유동에 대한 제어는, 스톱퍼 방식과 다른, 슬라이드 게이트(Slide gate) 방식을 이용할 수도 있다. 슬라이드 게이트는 판재가 턴디쉬(20) 내에서 수평 방향으로 슬라이드 이동하면서 침지노즐(25)을 통한 용강(M)의 토출 유량을 제어하게 된다.

몰드(30) 내의 용강(M)은 몰드(30)를 이루는 벽면에 접한 부분부터 응고하기 시작한다. 이는 용강(M)의 중심보다는 주변부가 수냉되는 몰드(30)에 의해 열을 잃기 쉽기 때문이다. 주변부가 먼저 응고되는 방식에 의해, 연주 주편(80)의 주조 방향을 따른 뒷부분은 미응고 용강(82)이 응고쉘(81)에 감싸여진 형태를 이루게 된다.

핀치롤이 완전히 응고된 연주 주편(80)의 선단부(83)를 잡아당김에 따라, 미응고 용강(82)은 응고쉘(81)과 함께 주조 방향으로 이동하게 된다. 미응고 용강(82)은 위 이동 과정에서 냉각수를 분사하는 스프레이수단(65)에 의해 냉각된다. 이는 연주 주편(80)에서 미응고 용강(82)이 차지하는 두께가 점차로 작아지게 한다. 연주 주편(80)이 일 지점(85)에 이르면, 연주 주편(80)은 전체 두께가 응고쉘(81)로 채워지게 된다. 응고가 완료된 연주 주편(80)은 절단 지점(91)에서 일정 크기로 절단되어 슬라브(P) 즉, 주편으로 나누어진다.

한편, 상기 도 1에서 지지롤(60)과 핀치롤 등을 포함한 장치를 스트랜드(strand)라고 하며, 본 발명에 기재된 연주 주편(80)은 몰드(30)와 절단기(90) 사이에서 이동되는 응고쉘(81)과 미응고 용강(82)을 칭한다.

도 2는 본 발명의 턴디쉬의 용강 무산화 주입장치가 래들 및 턴디쉬에 장착된 모습을 나타낸 도면으로서, 본 발명의 턴디쉬의 용강 무산화 주입장치는 제1스크린수단(100) 및 제2스크린수단(200)을 포함한다.

제1스크린수단(100)은 슈라우드노즐(15)을 제거한 래들(10)의 하면 출강구(11)에 설치되고, 제2스크린수단(200)은 턴디쉬(20)의 상면, 즉 덮개의 수강구(20a)에 설치되어 각각 아르곤가스(Ar가스)를 분사한다.

도 3은 도 2의 표시 A부분을 확대하여 나타낸 도면으로서, 제1스크린수단(100)은 하향하는 제1환형노즐(121)을 구비하여, 외부로부터 유입되는 제1아르곤가스를 턴디쉬(20)의 수강구(20a) 측으로 즉, 수직방향으로 분사하여, 원통형의 제1차단막(S1)을 형성한다.

제1환형노즐(121)의 직경은 래들(10)의 출강구(11)의 직경보다 크기 때문에, 원통형의 제1차단막(S1)은 출강구(11)로부터 출강되어 턴디쉬(20)의 수강구(20a)로 주입되는 용강(M)의 외측을 감싸는 형태를 이룬다.

용강(M)은 제1차단막(S1)이 형성하는 통로를 따라 수강구(20a)에 안전하게 주입되므로 대기와 접촉하는 일이 발생하지 않는다.

제2스크린수단(200)은 용강(M)과 제1차단막(S1)을 관통시킬 수 있는 형태를 이루어 턴디쉬(20)의 수강구(20a)에 설치되며, 내부에 제2환형노즐(221)을 구비하여, 외부로부터 유입되는 제2아르곤가스를 제1차단막(S1)을 향해 수평방향으로 분사함으로써, 제1차단막(S1)과 교차하는 제2차단막(S2)을 형성한다.

제2차단막(S2)은 제1환형노즐(121)의 분사력에 의해 제1차단막(S1)을 따라 턴디쉬(20)의 내부로 공기가 유입되는 것을 차단하여 턴디쉬(20)의 내부를 무산화 분위기로 조성한다.

도 2를 참조하면, 턴디쉬(20) 상부 즉, 덮개에는 1개 이상의 제3가스주입구(301)가 설치된다. 제3가스주입구(301)는 아르곤가스라인과 연결되어, 가스라인을 따라 유입되는 제3아르곤가스를 턴디쉬(20)의 내부에 주입하여, 턴디쉬(20)의 내부를 무산화 분위기로 조성하고, 턴디쉬(20)의 내부에 양압이 걸리도록 하여 공기가 유입되는 것을 막는다.

도 4는 본 발명에서 제1스크린수단을 나타낸 도면으로서, 제1스크린수단(100)은 제1환형노즐(121)을 형성하기 위한 내화물 재질의 제1몸체(110)를 구비하고, 제1몸체(110)에는 제1가스주입구(131)가 설치된다.

제1몸체(110)는 내부가 빈 고리 형상을 이루어 래들(10)의 출강구(11)에 설치되며, 내경이 출강구(11)의 직경 보다 크기 때문에 용강(M)의 출강을 방해하지 않는다. 제1환형노즐(121)은 제1몸체(110)의 하면에 형성된다.

제1몸체(110)는 하면(111)을 제1환형노즐(121)을 향해 경사지게 형성하여, 제1환형노즐(121)로 빠져 나가는 제1아르곤가스의 속도를 높여, 제1환형노즐(121)의 분사력을 높인다.

제1가스주입구(131)는 아르곤가스라인과 연결되어, 가스라인을 따라 유입되는 제1아르곤가스를 제1몸체(110)의 내부에 주입한다.

제1가스주입구(131)를 통해 제1몸체(110)에 주입된 제1아르곤가스는 제1환형노즐(121)을 통해 분사되어, 출강된 용강(M)을 감싸는 원통형의 제1차단막(S1)을 형성한다.

도 5는 본 발명에서 제2스크린수단을 나타낸 도면으로서, 제2스크린수단(200)은 제2환형노즐(221)을 형성하기 위한 내화물 재질의 제2몸체(210)를 구비하고, 제2몸체(210)의 내부에는 제2환형노즐(221)과 연통하는 환형공간(231)이 형성되며, 제2몸체(210)에는 환형공간(231)과 연락하는 제2가스주입구(241)가 설치된다.

제2몸체(210)는 고리 형상을 이루어 턴디쉬(20)의 수강구(20a)에 설치되며, 내경이 제1환형노즐(121)이 형성하는 제1차단막(S1)의 직경보다 크기 때문에 제1차단막(S1)과 용강(M)의 주입을 방해하지 않는다.

환형공간(231)은 제2몸체(210)의 내경에 인접하게 형성되며, 제2환형노즐(221)은 환형공간(231)과 제2몸체(210)의 내경을 관통하는 형태로 형성됨으로써 제2아르곤가스를 수평방향으로 분사한다.

이때, 환형공간(231)은 내부가 빈 고리부재가 제2몸체(210)의 내주연에 끼움 결합됨으로써 형성되고, 제2환형노즐(221)은 고리부재의 내주연에 형성됨으로써 형성될 수 있으며, 제2몸체(210)는 내주연에 환형홈을 형성하고 2개로 분리되는 형태를 이룸으로써 환형홈에 고리부재를 끼운 후 조립됨으로 인해 환형공간(231)과 제2환형노즐(221)을 형성할 수 있다.

제2몸체(210)는 내경을 직경이 작은 내경(211)이 아래에 놓이게 단차지게 형성하고, 단차부(213)는 경사지게 형성하며, 직경이 작은 내경측에 환형공간(231)이 형성되도록 함으로서, 환형노즐(221)을 보호한다.

제2가스주입구(241)는 아르곤가스라인과 연결되어, 가스라인을 따라 유입되는 제2아르곤가스를 환형공간(231)에 주입한다.

제2가스주입구(241)를 통해 환형공간(231)에 주입된 제2아르곤가스는 제2환형노즐(221)을 통해 수평방향으로 분사되어, 제1차단막(S1)과 교차하는 제2차단막(S2)을 형성한다.

설명한 바와 같이, 본 발명은 턴디쉬(20) 내 용강(M) 주입시 대기와의 접촉을 방지함으로써 용강의 오염을 방지할 수 있다.

또한, 턴디쉬(20) 수강부(21)의 크기를 최소화할 수 있고 턴디쉬(20) 내부에 무산화 분위기를 만들어 턴디쉬(20) 내 용강(M)이 체류하는 동안 대기 유입으로 인한 산화 개재물 발생을 최소화할 수 있다.

또한, 슈라우드 노즐(15)을 사용하지 않으므로 래들(10) 교환시 발생할 수 있는 작업자의 업무 경감 및 용강 누출로 인한 작업 안전을 도모할 수 있다.

또한, 슈라우드 노즐(15)을 사용하지 않으므로 내화물 원가를 절감할 수 있다.

상기의 본 발명은 바람직한 실시예를 중심으로 살펴보았으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적 기술 범위 내에서 상기 본 발명의 상세한 설명과 다른 형태의 실시예들을 구현할 수 있을 것이다. 여기서 본 발명의 본질적 기술범위는 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

10: 래들 11: 출강구
15: 슈라우드노즐 20: 턴디쉬
20a: 수강구 21:스토퍼
25: 침지노즐 30: 몰드
60: 지지롤 65: 스프레드수단
80: 연주 주편 81: 응고쉘
82: 미응고 용강 83: 선단부
85: 응고 완료점 90: 절단기
91: 절단 지점 100: 제1스크린수단
110: 제1몸체 111: 하면
121: 제1환형노즐 131: 제1가스주입구
200:제2스크린수단 210: 제2몸체
211: 직경이 작은 내경 213: 단차부
221: 제2환형노즐 231: 환형공간
241: 제2가스주입구 301: 제3가스주입구
M: 용강
S1: 제1차단막
S2: 제2차단막

Claims

연속주조 공정에서 래들의 출강구에 설치되며, 외부로부터 유입되는 제1아르곤가스를 수직방향으로 분사하여, 상기 출강구로부터 턴디쉬의 수강구로 주입되는 용강을 감싸는 제1차단막을 형성하는 제1스크린수단; 및
상기 턴디쉬의 수강구에 설치되며, 외부로부터 유입되는 제2아르곤가스를 수평방향으로 분사하여, 상기 제1차단막과 교차하는 제2차단막을 형성하는 제2스크린수단;을 포함하는 턴디쉬의 용강 무산화 주입장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제1스크린수단은 내부가 빈 고리 형상을 이루어 상기 래들의 출강구에 설치되는 제1몸체와, 상기 제1몸체의 하면에 형성되는 제1환형노즐과, 상기 제1몸체에 설치되는 제1가스주입구로 이루어지는 턴디쉬의 용강 무산화 주입장치.
청구항 2에 있어서,
상기 제1몸체의 하면은 경사지게 형성되는 턴디쉬의 용강 무산화 주입장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제2스크린수단은 고리 형상을 이루어 상기 턴디쉬의 수강구에 설치되는 제2몸체와, 상기 제2몸체의 내부에 형성되는 환형공간과, 상기 환형공간의 내주연에 형성되는 제2환형노즐과, 상기 제2몸체에 설치되어 상기 환형공간과 연락하는 제2가스주입구로 이루어지는 턴디쉬의 용강 무산화 주입장치.
청구항 4에 있어서,
상기 환형공간은 내부가 빈 고리부재가 상기 제2몸체의 내주연에 끼움 결합됨으로써 형성되고, 상기 제2환형노즐은 상기 고리부재의 내주연에 형성됨으로써 형성되는 턴디쉬의 용강 무산화 주입장치.
청구항 4에 있어서,
상기 제2몸체의 내경은 직경이 작은 내경이 아래에 놓이게 단차지게 형성되고, 단차부는 경사지게 형성되며, 직경이 작은 내경측에 상기 환형공간이 형성되는 턴디쉬의 용강 무산화 주입장치.
청구항 1에 있어서,
상기 턴디쉬의 상부에 설치되어 제3아르곤가스를 상기 턴디쉬의 내부에 주입하는 1개 이상의 제3가스주입구를 더 포함하는, 턴디쉬의 용강 무산화 주입장치.