KR960015336B1 - 연속 주조 주형에 선행 배치된 주입관 - Google Patents
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Abstract
내용없음.
Description
제 1 도는 작동 위치에 있는 주입관의 수직 종단면도(스톱퍼 조절용으로 도시된다).
제 2 도는 제 1 도의 선 Ⅱ-Ⅱ를 따른 수평 횡단면도.
제 3 도는 제 1 도와 직각을 이루며 제 1 도의 선 Ⅲ-Ⅲ을 따른 종단면도.
제 4a 도는 제 1 도에 따른 실시예에서의 강코어의 배치도.
제 4b 도의 강코어의 측면도.
본 발명은 야금 용기용 주입(鑄入)관, 특히 연속 주조 주형의 상류에 설치된 즉 선행 배치된 저장용기(tundish)에 체결된 주입관(얇은 잉곳을 주조하기 위해 사용됨)에 관한 것으로 보다 상세하게는 저장 용기에 있는 천공 블럭에 밀봉되어 부착 및 교체 가능하게 고정되거나 천공 블럭에 삽입 고정될 수 있는 저장용기용 주입관에 관한 것이다.
이러한 주입관의 기본 몸체는 용융강에 대해 높은 내마모성을 갖는 알루미나 또는 흑연이 혼합된 재료로 이루어지며, 상기 흑연 성분은 강에 연소 및 용해되는 것으로부터 보호되도록 작용한다.
용융 금속의 배출관은 횡단면의 치수가 약 300mm×2600mm인 소위 슬래브 잉곳(slab ingot)용의 주입관으로 제조되며, 이 배출관은 주입성능(주조 처리량)에 관해 특히 적합한 기하학적 형상을 필요로 한다. 종래의 대형 주입관에서 필요한 주입 성능을 유지하기 위해서 주입관의 내부 횡단면은 알루미나 침전물이 주입 속도를 제한하지 않게 안내되도록 대형으로 형성된다. 예컨대 50mm의 폭을 갖는 소형의 주형 횡단면에 대해 주입관의 크기는 부득이하게 작아져야 하며, 따라서 주입관의 유동 단면의 크기도 감소되어야 한다.
독일연방공화국 특허 제21 05 881호를 보면, 주입 방향에서 원추형으로 확대되는 주입관을 통과하여 주입관으로부터 연속 주조용 주형으로의 용융 금속의 유입 속도가 감소되어 연속 주조 주형의 횡단면에서의 유동이 균일해지는 것을 알 수 있다. 그러나 이러한 종류의 배출관은 350×250mm 또는 1000×300mm의 크기를 갖는 소형 슬라브 잉곳 그리고 소형 또는 중형의 주조 형상에 대해서만 이용되는 것이 바람직하다.
본 발명의 목적은 주형으로의 주입 성능(주조 처리량)을 높일 수 있도록 유동분포가 균일한 유입 단면을 갖는 주입관을 제공하는 것으로, 이를 위해 상기 주입관의 유출 구역에서 횡단면의 길이 대 폭의 비율은 20 : 1 내지 80 : 1 인 것이 바람직하다.
본 발명에 따라 상기 목적은, 플랜지 내지 원추부로써 시작되어 연장되는 관형 샤프트가 종방향 상부 부재와 종방향 하부 부재로 연결되며, 제 1 종단면 평면에서(제 1 도 참고) 상기 종방향 상부 부재의 횡단면 길이가 상기 종방향 하부 부재의 횡단면 길이 보다 작거나 같도록 형성되며, 상기 제 1 종단면 평면에 수직한 제 2 종단면 평면에서(제 3 도 참고) 상기 종방향 상부 부재의 횡단면 폭이 상기 종방향 후부 부재의 횡단면 폭보다 더 넓게 됨으로써 달성된다. 주입관의 유출 구역 횡단면에서의 길이 대 폭의 비가 20 : 1 내지 80 : 1일 때 매우 좁은 연속 주조 주형에서도 탁월한 주입 성능이 유지될 수 있다.
본 발명의 다른 장점은 제조 비용이 저렴한 매끈한 벽을 갖는 연속 주조 주형과 공동 작용한다는 점이다.
양호한 유동 분배는 종방향 상부 부재의 횡단면이 원형으로 되고 긴 종방향 하부 부재의 횡단면이 직사각형으로 되며 두 부재 사이에 원추형 전이부를 구비함으로써 달성된다.
본 발명의 또 다른 향상된 점은 종방향 하부 부재의 벽두께가 최대 10mm에 이르는 것이다. 만약에, 10mm를 초과한다면 후술하는 주입관의 재료(지르코늄 산화물등)의 특성으로 인해 높은 열응력을 가지게 되므로 10mm이상의 벽 두께는 피해야 한다.
본 발명의 또 다른 개선된 점은, 종방향 하부 부재의 적어도 일부가 내화성이 있고 내열 충격성이 있으며 주조 분말 슬래그(slag)에 대해 저항력을 갖는 재료로 구성되며, 주성분으로 지르코늄 산화물(ZrO)을 포함하고, 보조 성분으로 흑연, 규소 탄화물(silicon carbide), 붕소 질화물(boron nitride), 고융점의 금속 및 고융점의 금속 화합물중의 하나 이상을 구비하는 것이다.
배출간의 전문적인 제조와 관련된 특징으로 종방향 상부 부재 및 종방향 하부 부재는 분할 가능한 절편 코어(core segments)에 의해 제조된다는 것을 들 수 있다. 특히 극도로 폭이 좁은 종방향 하부 부재에서 유동 통로는 이에 알맞게 협소하며 10mm이하의 폭으로 만들어진다. 이를 위해 유동 조건에 알맞게 맞추어진 형상의 중공 공간은 결합된 절편 코어에 의해 만들어지는 것이 바람직하다.
벽두께가 약 10mm인 경우, 주입관은 특정의 기술을 고려하여 주의깊게 제조되어야 한다. 이러한 이유로 강코어는 축방향으로 제거될 수 있는 중앙 코어를 구비하며 중앙을 향해 이동될 수 있으며 축방향으로 제거될 수 있는 보조 코어를 구비한다. 이러한 것을 염두에 두면 주입관의 제조시 강코어가 파괴 및 손상되지 않도록 제거할 수 있다.
주입관의 제조시의 다른 장점은 강코어 주위에 내화성 재료가 균등하게 가압되며 이 가압시 생기는 힘이 항상 중심 코어상에 작용된다는 것이다.
이하 본 발명은 첨부된 도면을 참조한 실시예를 통해 상세히 설명된다.
저장 용기(tundish)의 관통 블릭(1)에, 이하에서는 주입관(2a)으로도 칭해지는, 배출관(2)이 접속되어 있다. 각종의 체결 수단은 스톱퍼 패스너(3) 또는 슬라이딩 패스너(도시되지 않음)의 이용 여부에 따르게 된다. 이 실시예에서 관통 블릭(1)내에 스톱퍼 패스너(3)용의 유입관(4)이 삽입되며 이 유입관(4)은 판형 덮개(5)를 관통하며 그 하단부(4a)의 형상은 구형(球形)으로 되어 있다. 제 1 저지판(7)이 측방향으로 이동되어 홈(6)으로 삽입된다. 배출관(2)의 플랜지(2b) 아래에 제 2 저지판(8)이 맞물려 있으며 이 저지판(8)은 쌍으로 구비되어 있는 스크류 나사(9)에 의해 상기 배출관(2), 특히 플랜지(2b)를 유입관(4)의 하단부(4a)에 대해 가압시킨다. 유입관 하단부(4a)이 구상 형태에 가압되는 오목한 내부 형상(2c)에 의해 타이트한 밀봉시이트(10)가 제공된다.
제 1 도 내지 제 3 도에서 주입관(2a)이라고 예시하는 배출관(2)은 제 2 저지판(8) 아래에서 관형 샤프트(11)를 형성하며 이 관형 샤프트(11)는 종방향 상부 부재(12)와 종방향 하부 부재(13)로 나뉘어져 있다. 배출관의 종방향으로 취한 제 1 종단면(縱斷面)을 나타내는 제 1 도에서 종방향 상부 부재(12)에는 횡단면의 길이가 협소한 구역(15)이 형성되어 있다. 원추형 전이부(14)를 지나 종방향 하부 부재(13)에는 협소한 구역(15)에 비해 횡단면의 길이가 훨씬 긴 구역(16)이 구비된다. 구역(15,16)사이의 길이의 차이로 인해, 유입관(4)을 통과하는 유동 공간의 유동 단면(18)과는 달리, 유출 구역(17)의 횡단면에서의 길이 대 촉의 비율이 20 : 1 내지 80 : 1으로 된다. 횡방향 배출구(19,20)는 함께 유동 단면을 형성하며 이 유동 단면은 스톱퍼 패스너(3)의 유동 단면만큼 크지는 않게 된다.
이 배출구(19,20)는 물론 더 작게 제조될 수 있는데, 그 이유는 스톱퍼 패스너(3) 상부에서 단위 시간당 용융 금속 유동량이 특별하게 조절될 수 있기 때문이다. 예를 들면 스톱퍼 패스너(3)에서의 스톱퍼 시이트의 크기는 약 4400mm2에 달하며 구역(15)의 내경(21)은 예를 들어 95mm이다. 이 경우 배출구(19.20)에는 약 2600mm2의 유동 단면이 제공된다. 앞에서 언급한 수치들은 50mm×1600mm의 주입구(27)를 갖는 제 2 도의 연속 주조 주형(22)에 관한 것이다.
원추형 전이부(14)는 유출 구역(17)과 유사하게 전술한 내열 충격성이 있고 용융강에 대해 안정된 재료로 제조되며, 용융강의 표면(23)이 위치하는 구역(16)은 슬래그(24)에 대해 내성이 있는 재료로 만들어지며, 도면에서 구역(16)은 다른 해칭 방향으로 도시되었다.
제 2 도에 따르면 종방향 하부 부재(13)에서 크기에 의해 결정되어지는 상관관계가 도시되어 있다. 50mm폭을 갖는 연속 주조 주형(22)의 주입구(27)에 대해 유동 단면(26)의 좌우에서 벽두께(25)는 약 10mm에 달하게 된다. 특히 제 2 도로부터, 하부 부재의 횡단면의 폭이 좁다는 것과 종방향 부재(13)의 전장(全長)이 종방향으로 상당히 연장되는 것(제 3 도 참조)을 알 수 있다.
제 3 도에서 알 수 있듯이 관형 샤프트(11)에는 관연결부(29)와 보강링(30)을 갖춘 아르곤 공급구(28)가 구비된다.
Claims (3)
- 얇은 잉곳을 주조하기 위해 야금 용기에 고정되고 주입부에서의 횡단면의 길이가 그 폭보다 수배 더 길게 형성되는, 야금 용기용, 특히 연속 주조 주형에 선행 배치된 저장 용기용 주입관에 있어서, 상기 주입관(2a)은 용융 금속의 유입측에서 관형 샤프트 형태인 종방향 상부 부재(12) 그리고 상기 종방향 상부 부재(12)의 아래에 위치하는 종방향 하부 부재(13)를 구비하며, 상기 종방향 상부 부재(12)는 하측으로 연이은 평면상에서 원추형으로 확대되지만 상기 평면에 수직한 평면 상에서 좁아지게 형성되고, 상기 종방향 하부 부재(13)는 전체 높이에 걸쳐 연장되는 일정한 형태의 종방향 유동 횡단면을 가지며, 상기 종방향 유동 횡단면은 용융 금속의 유출 구역(17)에서 20 : 1 내지 80 : 1의 길이 대 폭의 비율을 가지며 상기 종방향 하부 부재(13)의 벽두께(25)는 최대 10mm인 것을 특징으로 하는 저장 용기용 주입관.
- 제 1 항에 있어서, 상기 종방향 상부 부재(12)의 횡단면은 원형이고 상기 종방향 하부 부재(13)의 횡단면은 직사각형이며, 상기 종방향 상부 부재(12)와 상기 종방향 하부 부재(13)의 사이에 원추형 전이부(14)가 설치되는 것을 특징으로 하는 저장 용기용 주입관.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 종방향 하부 부재(13)는 적어도 부분적으로 내화성, 내열충격성 및 주조분말 슬래그에 대한 저항성을 갖는 재료로 구성되며, 이 재료는 주성분으로서 지르코늄 산화물을 포함하며, 보조 성분으로서 흑연, 규소 탄화물, 붕소 질화물, 고융점 금속 및 고융점 금속 화합물 중의 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 저장 용기용 주입관.
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