KR960013885B1 - 야금용기의 용융금속 배출방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

야금용기의 용융금속 배출방법

제1도는 본 발명에 이용되는 장치의 개략도이고,

제2도는 내지 제4도는 제1도 장치에 사용된 슬라이딩 개폐장치의 부분확대 단면도로서, 본 발명의 방법에 따라 슬라이딩판의 위치가 달려진 상태를 보인 것임.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 용기 2 : 탕출구

3 : 개폐장치 4,6 : 고정판

5 : 슬라이딩판 7 : 배출통로

8 : 주입관 9 : 금형

10 : 구동장치 11 : 감지기

12 : 용융금속 레벨 13 : 송신기

14 : 수신기 15 : 강재

16 : 구동로울러 17 : 구동장치

18 : 조정기 19 : 속도 측정기

20 : 프로세서 21 : 인터페이스 조정기

22 : 침적물

본 발명은 용융금속을 중간 용기나 턴디쉬같은 야금용기로부터 연속 주조장치의 금형속으로 공급하는 슬라이딩 개폐장치의 배출통로를 조절하는 야금용기의 용융금속배출방법에 관한 것이다. 더 구체적으로 설명하면 본 발명은 용융금속을 야금용기로부터 연속 주조 금형속으로 배출함에 있어서, 슬라이딩 기폐장치의 조작중에 슬라이딩 개폐장치내에 침적물이 서서히 형성되어 배출통로의 크기가 축소되는 경우에도 슬라이딩 개폐장치내에 침적물이 서서히 형성되어 배출통로의 크기가 축소되는 경우에도 슬라이딩판에 의한 배출통로의 조절에의하여 금형내의 용융금속 수위가 예정된 범위로 유지되도록 작업조건을 설정하고 침적물의 형성에 의한 배출통로의 축소를 보상하도록 슬라이딩판을 개폐 이동시키므로서 용융금속 수위가 설정된 범위로 유지되도록 하는 용융금속 배출 방법에 관계된다.

미국 특허 제4 708 193호에는 슬라이딩 개폐장치로부터 침적물을 제거하고 배출통로를 개방상태로 유지하는 방법이 공개되었다. 이 공지방법은 금형내의 용융금속 수위가 어느 정도 감소하도록 일정한 기간동안 배출통로를 완전 폐쇄하거나 또는 최소한 도로 축소시키도록 슬라이딩판을 이동시키게 되었다. 이어서 이동된 슬라이딩판을 완전 개방상태로 급히 이동시키므로서 개폐장치의 용융금속 배출통로내에 파동류가 형성되면서 개폐장치내의 침적물이 씻겨 내려가도록 되었다. 이때 용융금속과 침적물은 감소된 용융금속레벨에 의하여 형성된 공간부내에 채워진다.

본 발명자는 이와 같은 연속 주물 금형내의 용융금속 레벨의 감소는 강재의 성질에 나쁜 영향을 미친다는 것을 알게 되었다. 특히 전술한 바와 같은 용융금속 레벨의 차이는 강재에 표면 취약성을 가져온다.

따라서 이러한 공지 방법에의하면 짧은 시간차로 조업하는 것이 바람직하지 못하여 비교적 큰 시간차로 조업하고 있다. 그러나 시간차를 크게 두는 것은 슬라이딩 개폐장치로부터 침적물을 제거하는 효과를 감소시키는 경향이 있을뿐만 아니라 사간차를 크게 하여도 강재의 성질에 나쁜 영향을 미치는 것을 크게 개선하지 못하였다.

본 발명의 목적은 연속 주조 금형내에 있는 용융금속 레벨의 극심한 변화를 피하고 그에 따랄 강재의 성질에 나쁜 영향을 미치지 않도록 하면서 슬리이딩 개폐장치내에 형성된 침적물을 제거하므로서 연속 주조 공정중에 슬라이딩 개폐장치의 배출통로를 개방상태로 유지하는 방법을 제공하는 것이다.

전술한 바와 같은 본 발명의 목적은 슬라이딩판을 침적물의 형성에 따랄 슬라이딩판이 도달된 보상 조정위치로부터 배출통로를 통과하는 용융금속의 파동류에 의하여 침적물이 씻겨 나가는 슬라이딩판의 개방위치를 거쳐 침적물이 없는 상태에서 용융금속 레벨을 예정된 위치로 유지하는데 필요한 조정위치까지 단일 연속조작으로 이동시키므로서 슬라이딩 개폐장치로부터 침적물을 제거하는 본 발명에 의하여 달성된다.

슬라이딩판의 단인 연속 이동 조작속도는 용융금속 레벨이 예정된 범위내에 유지되도록 조절되어야 하는바, 특히 이 속도는 용융금속 레벨이 강재의 품질에 나쁜 영향을 미칠 정도로 감소되거나 증가되지 않아야함은 물론이고 금형위로 넘치지 않을 정도로 조절되어야 한다. 특히 본 발명에 의하면 용융금속 레벨을 감소시키지 않고도 용융금속이 금형으로부터 넘쳐 흐르는 것을 방지할 수 있다.

본 발명의 방법에 의하면 금형내의 용융금속 레벨이 요구하는 레벨로 유지되도록 할 수 있음은 물론이고 슬라이딩 개폐장치로부터 용융금속의 침적물을 쉽게 제거할수 있다. 그 결과 금형내의 용융금속 레벨은 허용 한계내에서만 유동되게 되므로 강재의 품질에 나쁜 영향을 미칠 정도로 용융금속 레벨이 변화하지 않게 된다. 따라서 종래의 공지 방법에서 얻을 수 있는 이점을 그대로 유지하면서 문제점만을 해결할 수 있게된다.

본 발명의 가장 바람직한 형태에서는 단일 연속 이동 조작이 단절되지 않으면서 한 방향으로 이동하도록 되었는바, 이 경우 슬라이딩 판이 이동 조작에 의하여 도달한 조정위치는 최초로 이동 조작을 시작한 보상 조정위치와 다르고 이 위치는 슬라이딩 개폐장치의 상이한 조절표면을 이용하는 상이한 조정위치이다. 특히 두 조정위치에서 용융금속을 조정하기 위하여 작동하는 슬라이딩 개폐장치의 밀봉접촉 표면들은 배출통로의 대향되는 양측에 위치하고 있다. 환원하면 슬라이딩 판은 배출통로의 한쪽에 있는 조정위치로부터 반대쪽에 있는 조정위치로 이동한다. 이와 같은 본 발명의 특정예에 의하면 침적물들은 슬라이딩판이 개방된 비조정 위치에 있을 때 용융금속의 파동류에 의하여 씻겨 내려감은 물론이고 침적물들이 슬라이딩판이 반대쪽의 새로운 조정위치로 이동할 때 용융금속의 흐름을 편향되게 한다. 즉, 슬라이딩판이 반대쪽의 새로운 조정위치로 이동할 때 용융금속의 흐름은 슬라이딩판이 원래의 조정위치에 있었을때와는 상반되는 방향으로 편향되어 흐르게 된다. 이와같이 용융금속의 흐름이 반대쪽으로 편향되어 흐르면 슬라이딩 개폐장치에 잔류하는 이미 형성된 일부의 침적물이 용융금속의 흐름에 침식되어 제거되게 된다. 이와 같은 본 발명의 특징은 용융금속의 편향된 흐름이 슬라이딩 개폐장치의 설로 다른 밀봉접촉 표면에 작용한다는 이점을 갖고 있다. 글 결과 슬라이딩 개폐장치를 구성하는 구성판들, 예를 들면도정판과 슬라이딩판의 부식은 한곳에 집중되지 않고 여러 표면에 균일하게 이리어나게 되어 실질적으로 슬라이딩 개폐장치의 수명이 연장되게 된다. 이와 같은 본 발명에 의하면 슬라이딩 개폐장치의 상이한 조정위치에서도 동일한 양의 용융금속 흐름이 얻어진다.

슬라이딩판의 이동 조작 속도와 금형내의 용융금속 레벨의 조절은 두 인자의 함수이다. 첫째, 슬라이딩 벨브가 개방위치에 있을 때 침적물을 씻겨내는 배출통로를 통한 용융금속의 파동류는 이미 형성된 침적물을 씻어내는데 충분하여야 한다. 둘째, 개방된 비조정 배출통로를 통하여 이동하는 용융금속의 양은 금형내의 용융금속 레벨이 예정된 레벨 범위의 최고위 이상으로 되지 않도록 조절되어야 한다. 주물업계의 전문가들은 주물장치의 조업 파라메터 및 용융금속의 종류와 관련하여 이와같은 두 개의 인자를 용이하게 조절할 수 있은 것이다.

본 발명의 다른 형태에 의하면 슬라이딩 판의 단일 연속 이동 조작이 예정된 시간차, 즉 일정한 기간을 두고 주기적으로 일어날 수 있다. 이와같은 시간차는 사용하는 연속 주조장치의 조업 조건에 따라 결정된다. 시간차에 영향을 미치는 인자는 주조할 용융금속의 종류 및 침적물을 형성하는 경향등과 같은 용융금속의 특성 및 단면등과 같은 사용할 금형의 크기일 수도 있다. 통상적인 용융금속을 배출할 경우 금형의 단면에 따라 달라질수 있으나 일반적으로는 1분 내지 10분 범위이다. 그러나 시간차는 전술한 범위에 한정되는 것은 아니므로 주어진 조업조건하에서 슬라이딩판을 이동시키기 전에 결정하여야 한다. 경우에 따라서 침적물의 형성에 의한 배출통로의 축소를 보상하기 위하여 슬라이딩판이 예정된 조정 개방위치에 놓여있을때는 이 위치에서 본 발명에 의한 슬라이딩판의 이동 조작이 시작될 수도 있다. 즉 슬라이딩판이 슬라이딩 개폐장치내의 침적물 형성에 따른 배출통로의 축소를 보상하기 위하여 개방되어있는 경우에는 이 개방된 위치에서 침적물을 씻어 내기 위한 슬라이딩판의 단일 연속 이동이 시작될 수도 있다. 이러한 조작혀태에서는 단일 연속 이동 조작의 개시가 배출통로의 축소정도, 즉 침전물 형성정도의 함수로 된다.

본 발명의 또 다른 형태에서는 단일 연속 이동 조작이 시작되기 전에 침적물의 형성을 억제하고 배출통로를 깨끗이 하기 위하여 슬라이딩 판을 진동시킬 수도 있다. 이러한 진동의 진폭과 길이는 슬라이딩판의 조정위치에 나쁜 영향을 미치지 않도록 대단히 미세하게 되어야 한다.

본 발명의 또 다른 형태에서는 단일 연속 이동조작 중에 침적물을 씻어 내는데 도움을 주기 위하여 배출통로 속으로 세척 가스를 주입할 수도 있다. 특히 이러한 가스는 슬라이딩 개폐장치의 입구속으로 공급할 수도 있고 슬라이딩 개폐장치에서 금형속으로 삽입된 주입관 속으로 공급할 수도 있다. 이러한 가스 공급은 용융금속 파동류가 주입관으로부터 침적물을 씻어내는데 도움을 준다.

이하 본 발명은 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

제1도에는 중간 용기 또는 턴디쉬와 같은 야금용기(1)가 도시되어 있는바, 이 야금용기(1)에는 저면에 있는 탕출구(2)를 통하여 배출된 용융금속이 들어 있다. 용융금속의 배출은 상하부 고정판(4)(6)과 그 사이에 위치하는 슬라이딩판(5)으로 구성된 슬라이딩 개폐장치(3)에 의하여 제어된다. 전술한 판(4)(5)(6)들은 공지된 내화 판들로서, 슬라이딩판(5)의 상대적인 이동에 의하여 슬라이딩 개폐장치를 관통하는 배출토로(7)를 통한 용융금속의 배출이 조절되도록 되었다. 슬라이딩 개폐장치(3)의 외단부에는 연속 주조금형(9)내에 일단이 삽입되어있는 주입관(8)이 부착되어 있는바, 전기한 금형(9)내의 주입관(8)단부는 금형속에 있는 용융금속의 상부레벨(12)밑에 까지 내려가서 용융금속 속에 삽입되게 된다. 슬라이딩핀(5)의 이동은 통상적인 구동장치(10)에 의하여 조절되며 구동장치(10)의 작동위치는 위치 측정기 또는 감지기(11)에 회하여 감지된다. 용융금속은 금형(9)속으로 주입된다음 응고하여 강재(15)로된 다음 속도 조정기(18)에 의하여 조정되는 구동장치(17)로 구동되는 구동 로울러(16)에 의하여 외부로 송출된다. 이때 속도 측정기(19)는 속도출력 신호를 프로세서(20)로 전달함과 동시에 조정기(18)에 데이터를 전송한다. 금형(9)내의 요융금속 레벨(12)은 송신기(레이에미터)(13)와 수신기(14)에 의하여 조절된 예정된 범위내의 요구하는 수준에 유지되게된다. 송수신기(13)(14)에서 나온 제어 명령은 프로세서(20)에 부설된 인터페이스 조정기(12)에 의하여 슬라이딩판(5)의 이동을 조절하는 구동장치(10)로 보내지고 조정기(18)에도 전달된다. 이와 같은 조정 시스템은 미국 특허 제4 708 193호에 기재되어 있다.

이미 알려진 바와같이 강재의 품질 문제 때문에 강재(15)의 인출속도는 일정하게 유지하는 것이 보통이다. 따라서 금형(9)내의 용융금속 레벨(12)은 오직 슬라이딩판(5)에 의하여 배출통로(7)의 크기를 조정하므로서 달성할수 있는 내부흐름의 조절에 의하여 조절할 수밖에 없다. 즉 슬라이딩판(5)은 금형(9)속으로 주입되는 용융금속의 양을 증가 시키거나 또는 감소시키도록 배출통로(7)의 크기가 넓게 되거나 또는 좁게되도록 이동 하게 된다. 이와같이 하면 단위시간당 금형내로 주입되는 용융금속의 양이 용융금속 레벨(12)을 예정된 범위내의 요구하는 위치에 유지하도록 하는 평형이 이루어지게 된다.

이와 같은 방법으로 슬라이딩 개폐장치(3)를 조절하여 배출통로(7)를 조정하면 제1도 및 제2도에 도시된바와 같이 슬라이딩판(5)의 배출통로 입구측과 출구측에 턱이 형성되어 배출되는 용융금속이 두 번 꾸부려지면서 흐르게 된다. 이러한 부분에서는 슬라이딩 개폐장치를 구성하는 내화성 판들이 심한 부식현상이 일서나게 된다. 이러한 부식현상은 배출통로를 넓히는 결과를 가져오게 되므로 용융금속의 유출량이 많아지게 되어 용융금속 레벨(12)은 다뉘 시간당 상승하는 결과를 가져온다.

이러한 현상은 송신기(13)와 수신기(14)에 감지되어 프로세서(20)와 인터페이스 조정기(21) 및 구동장치(10)가 배출통로(7)를 개방 또는 축소하도록 슬라이딩판(5)을 이동시킨다. 또한 슬라이딩판(5)의 배출통로 입구와 출구에는 산화물이나 황화물같은 침적물(22)이 형성되게 된다. 이 침적물(22)은 배출통로(7)의 크기를 축소시키는 경향이 있어서 용융금속 레벨(12)이 하강하는 결과를 가져온다. 이러한 현상은 송신기(13)와 수신기(14)에 감지되어 프로세서(20), 인터페이스 조정기(21) 및 구동장치(10)가 배출통로(7)의 크기를 증가시키도록 슬라이딩판(5)을 이동시키게 된다. 이러한 슬라이딩판(5)의 이동은 침적물(22)의 형성에 의한 슬라이딩판(5)의 개방 이동은 실질적으로 슬라이딩판(5)의 배출통로가 고정판(4)(6)의 배출통로와 일직선상으로 되는 완전 개방위치까지 진행되는바, 그 이상 슬라이딩판(5)의 이동만으로는 용융금속 레벨(12)이 예정된 범위에 유지되도록 할 수 없으므로 연속 주조 작업을 중단하여야 한다.

따라서 슬라이딩 개폐장치(3)내에 침적물(22)이 형성되는 경우에도 주조 작업을 증단함이 없이 침적물을 제거하는 것이 필요하게 된다. 전술한 미국 특허 제4 708 193호에는 연속 주조 작업을 중단함이 없이 침적물을 제거하는 방법이 알려졌다. 그러나 전술한 미국 특허 방법에서는 제거되는 침적물의 양만틈 용융금속레벨(12)을 감소시키도록 되어 있어서 강재의 품질에 나쁜 영향을 가져왔다.

본 발명에 의하면 슬리이딩판(5)은 침적물(22)의 형성에 따라 이동된 보상 조정위치(예를들명 제2도의 위치)로부 용융금속 파동류에 의하여 침적물(22)이 제거되는 완전 개방위치(제4도의 위치)를 거쳐 침적물이 없는 상태에서 용융금속 레벨(12)을 예정된 범위로 유지하는데 필요한 조정위치까지 단일 연속 조작으로 이동되게 된다.

본 발명의 한 형태에 의하면 단일 연속 이동 조작은 중단함이 없이 한 방향으로 진행되는 바, 그 결과이동 조작에 의하여 이동된 슬라이딩판의 새로운 조정 위치는 슬라이딩판이 이동하기 시작하였을때의 보상조정위치와는 상이한 슬라이딩판의 다른 밀봉접촉 표면을 이용하는 다른 조정위치이다. 예를들면 슬라이딩판(5)은 제2도의 최최 보상 조정위치로부터 제4도의 개방위치를 지나서 최최의 보상 조정위치에 반대쪽에 있는 제3도의 새로운 조정위치로 이동한다.

전술한 본 발명의 특정 형태는 슬라이딩판(5)이 제2도의 위치에 있을 때 슬라이딩 개폐장치의 배출통로(7)를 통한 용융금속의 흐름이 제2도와는 반대쪽에서 굴절되게 되어있어서, 제2도와 제4도에 도시된 위치에일부의 침적물(22)이 남아 있다해도 이들은 용융금속의 흐름에 침식되어 제거되게 된다. 또한 이와 같은 방법에의하면 배출통로(7)를 통하여 흐르는 용융금속에 의한 고정판(4)(6)의 침식은 제2도의 경우와는 다른 위치의 슬라이딩판 표면에 나타나게 되는 이점을 나타낸다. 이러한 현상은 슬라이딩의 표면상에 내화물질의 균일한 침식을 가져오는 경향이 있다.

슬라이딩판(5)의 단일 연속 이동조작 속도는 용융금속 레벨이 예정된 범위내에 유지되도록 조절된다. 이 속도는 배출 통로를 통하여 흐르는 용융금속 파동류가 침적물(22)를 씻어내는데 충분한 조건과 맞아야한다. 주물업에 종사하는 숙련된 기술자이면 장치의 크기와 사용할 금속에 따라 이러한 조건을 쉽게 조정할 수 있다. 특히 슬라이딩판(5)의 이동 속도 조절은 용융금속 레벨(12)이 예정된 범위의 최대치를 초과하지 않도록 하는 것이 좋다. 전술한 바와같이 슬라이딩판(5)을 최초 조정위치인 제2도의 위치에서 반대편의 새로운 조정 위치인 제3도의 위치로 이동시키는 대신 슬라이딩판(5)을 제2도이 최초 조정 위치로부터 제4도의 완전 개방 위치로 이동시킨 다음 방향을 바구어서 원 위치로 되 돌아오게 하거나 또는 침적물이 없는 상태에서 용융금속 레벨이 예정된 범위내에 유지되도록 하는데 필요한 위치까지 이동되게 할 수 있다.

본 발명의 한 형태에서는 침적물(22)을 씻어내는 슬라이딩판(5)의 이동 조작이 예정된 시간차로 주기적으로 행하여 절수도 있다. 이러한 이동 조작은 침적물(22)의 형성에의한 배출통로의 축소를 보상하기 위한 개방 조정위치로의 이동 결과에 따라 슬라이딩판(5)이 도달한 예정위치 예를들면 슬라이딩판(5)이 완전 개방위치에 놓여있는 상태에서 개시될수도 있다. 이러한 위치는 배출통로(7)내에 이미 형성된 침적물(22)으 예정량으로 결정할 수 있다.

본 발명의 또 다른 형태에서는 최소한 이동 조작중에 침척물을 씻어내는데 도움을 주기 위하여 배출통로(7)속으로 세척 가스를 공급할 수 있다. 이러한 가스는 탕출구(2)속으로 공급할 수도 있고 주입관(8)속으로 공급할 수도 있다. 또한 본 발명에 의하면 슬라이딩판(5)의 이동 조작을 시작하기전에 침적물이 형성을 억제하고 이미 형성된 침적물(22)이 제거 되도록 하기위하여 슬라이딩판(5)을 진동시킬수도 있다. 이러한 진동은 슬라이딩판(5)의 조정위치에 영향을 미치지 않도록 가능한 한 적게하는 것이 좋다. 이러한 진동은 이동중의 판에 일어나도록 할 수도 있다.

전술한 설명은 선상 이동형 3판 슬라이딩 개폐장치에 관련하여 설명하였으나, 본 발명은 2판 슬라이딩 개폐장치나 로타리 개폐장치 및 회동식 개폐장치에도 이용할 수 있다. 또한 본 발명은 조절 조작이 용기내에 있는 액체 레벨의 함수로서 제어되는 주조래들에 있는 슬라이딩 개폐장치나 공급 배출장치를 갖는 연속 주조기에도 적용된다.

전술한 설명들은 본 발명에 따른 특정의 예를들어서 설명한 것이므로 본 발명의 범주내에서는 설계변경과 개량이 가능할 수도 있다.

Claims (6)

1. 야금용기로부터 슬라이딩 개폐장치의 조정된 배출통로(7)를 통하여 용융금속을 배출할 때 배출통로내에 서서히 나타나는 침적물(22)의 형성에 의한 배출통로의 축소를 보상하기 위하여 슬라이딩 개폐장치의 슬라이딩판(5)을 완전 개방위치를 거쳐 침적물을 씻어내는 조정위치로 이동시키므로서 주조 금형내의 용융금속레벨(12)이 예정된 범위내에 유지되도록 하는 용융금속을 야금용기로부터 주조금형내로 배출하는 방법에 있어서, 슬라이딩판(5)이 조정된 위치로부터 침적물의 형성에 의하여 감소되는 용융금속량을 보충하는 추가의 용융금속이 유입되어 용융금속 레벨(12)이 조절되도록하는 속도로 완전 개방위치로이동하고 이어서 침적물(22)이 제거된 배출통로(7)에 맞는 적당한 조정위치로 단일 연속 조작에의하여 이동됨을 특징으로 하는 용융금속 배출 방법.
2. 청구범위 1항에 이동 조작에 의하여 슬라이딩판(5)이 처음 이동을 시작하였을때의 조정위치로부터 슬라이딩 개폐장치(3)의 배출통로 반대측에 있는 조정위치로 개방운동하면서 이동됨을 특징으로하는 방법.
3. 청구범위 1항에서, 슬라이딩판(5)의 이동조작이 주기적으로 일어남을 특징으로 하는 방법.
4. 청구범위 1항에서, 전기한 개방 조작이 침적물(22)의 형성에 의한 배출통로(7)의 축소를 보상하도록 슬라이딩판(5)이 이동한 개방 위치에서 시작됨을 특징으로하는 방법.
5. 청구범위 1항에서, 전기한 슬라이딩판(5)이 이동조작 개시전에 침적물의 형성을 억제하도록 진동됨을 특징으로하는 방법.
6. 청구범위 1항에서, 전기한 슬라이딩판(5)의 이동 조작중에 이미 형성된 침적물을 씻어내는데 도움이 되는 가스를 배출통로(7)속으로 공급함을 특징으로하는 방법.

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