KR0123140Y1

KR0123140Y1 - 아르곤 실링장치가 부착된 래들 콜렉터 노즐

Info

Publication number: KR0123140Y1
Application number: KR2019950014525U
Authority: KR
Inventors: 김영일
Original assignee: 김만제; 포항종합제철주식회사
Priority date: 1995-06-23
Filing date: 1995-06-23
Publication date: 1998-11-02
Also published as: KR970000609U

Abstract

본 고안은 래들 콜렉터 노즐에 관한 것으로, 특히 아르곤 실링장치가 부착되어 공기의 유입에 의한 2차 산화를 방지하여 저질소 고청정강을 제조하기 위한 아르곤 실링장치(argon selaing appartatus)가 부착된 래들 콜렉터 노즐(ladle collector nozzle)에 관한 것으로, 콜렉터 노즐(10)의 내측 둘레에는 아르곤 홀(20)를 형성시키며, 이 아르곤 홀(20)로 공급되는 아르곤 가스(22)는 롱 노즐(30)과의 접촉 부위에서 나오도록 하여 산화를 방지하도록 하는 것을 특징으로 하기 때문에, 콜렉터 노즐과 롱 노즐 사이의 공기를 완전 차단하여 용강의 청정도를 향상시키며, 아르곤링을 사용하지 않기 때문에 원가절감 및 장치의 소형화가 가능하고 작업자를 1명만 배치하면 되기 대문에 인력의 낭비를 막을 수 있는 유용한 고안이다.

Description

아르곤 실링장치가 부착된 래들 콜렉터 노즐

본 고안은 래들 콜렉터 노즐에 관한 것으로, 특히 이르곤 실링장치가 부착되어 외부 공기의 유입에 의한 2차 산화를 방지하여 저질소 고청정강을 제조하기 위한 아르곤 실링장치(argon sealing apparatus)가 부착된 래들 콜랙터 노즐(ladle collector nozzle)에 관한 것이다.

최근 강재의 사용용도가 고급화 되어가고 재질 특성에 대한 제한이 엄격해짐에 따라 표면결함, 편석, 비금속 개재물이 적은 제품에 대한 요구가 증가하고 있다. 이는 저온용기, 압력용기 또는 와이어 로프용 등에서 강재의 강도와 내피로 특성 등 기계적 성질을 저하시키는 것은 물론 가공성이 나빠지고 사용시 각종 결함과 파괴를 유발하기 때문이다.

따라서 표면결함과 카본과 인편석, 비금속 개재물을 감소시키기 위하여 상기 고급제품들에 대해서는 전로에서 출강된 용강을 2차 정련에 교반, 승온 환류기능을 활용하여 개재물 흡수능이 놓은 슬래그를 조제함으로써 비금속 개재물을 분리부상하여 제거하고 있다.

그러나 이러한 공정에서 나탕(naked molten metal)이 발생될 경우에는 대기의 2차 산화에 의해 개재물이 증가하고 흡질에 의한 용강오염이 되어 정련효과가 크게 감소되어지므로 나탕의 발생을 억제하기 위하여 약저취 버블링 또는 진공하에서 환류를 시키는 방법이 널리 사용되며, 이러한 2차 정련과정을 거친 용강은 연속주조법 또는 조괴법을 이용하여 응고시켜 반제품을 만들게 되는데, 연속주조법에 의해서는 편석저감의 한계가 있으므로 편석을 저감해야 하는 용도의 강재에 있어서는 하주법을 이용하여 반제품화하고 있다.

상기 하주법은 주입관을 통하여 용강을 주입한 후 주형하부의 주입관과 연결된 탕도를 통하여 주형 하부로부터 용강을 응고시켜 강괴를 제조한다. 이것은 주입속도가 상당히 느리므로 표면품질을 확보할 수 있고, 강괴의 특성을 이용하여 정편석대가 형성되는 두부는 스크랩 또는 저급용도로 사용하고 그 하부는 고급용도로 선택 사용하게 된다.

통상 래들정련법에서는 상부의 슬래그가 대기와의 접촉을 방지해 주는 역할을 하기 때문에 약 교반 또는 진공처리에 2차 산화를 방지할 수 있으나, 조괴법에서는 래들하부의 콜렉트 노즐을 거쳐 용강이 주형으로 떨어지게 되기 때문에 대기에 완전 노출되어 2차 산화가 되며, 또한 대기중 질소의 유입이 증가하게 된다.

래들(ladle)이란 철판재 통내면에 내화벽돌과 내화물을 부착시킨 것으로, 이 안에 용금을 넣어 주형에 분해하여 주입하는 역할을 하며, 그 크기 및 주조는 사용목적에 따라 여러가지 종류가 있다.

슬라브(slab)나 단면이 큰 블룸(bloom)의 연속주조에서는 일반적으로 침지노즐이 이용되고, 이 경우 도3에 나타낸 바와 같이 스토퍼 또는 슬라이딩 노즐이 병용되고 있다. Al-killed 강 주조에는 알루미나가 석출하여 노즐 막힘이 발생하기 때문에 도3의 (a)의 가스슬리이브 노즐이나 (b)이 포로우스 노즐(porous nozzle), 가스취입 스토퍼를 사용하여 불활성가스 피막으로 알루미나의 석출을 방지하고 있다.

따라서, 종래에는 도4에서와 같이, 주입관(100) 상부의 원통형 외피(110) 일측에 아르곤 가스를 공급하는 공급파이프(200)를 설치하여 하주 주입시에는 상기 공급파이프(200)를 통해 아르곤 가스를 취입하고 있으나, 용강의 주입속도에 의해 주변공기가 흡입되어 주입관(100) 및 주형내부의 대기와 접촉하게 됨으로써 산화되어 목적하고자 하는 고청정강의 제조가 곤란해지는 문제점이 있다.

또, 종래에는 래들주입 전에 도5의 콜렉터 노즐(150)에 아르곤 링(300)을 먼저 삽입시키고 롱 노즐(400)을 삽입시킨 다음, 래들 콜렉터 노즐(150)을 열어서 천디쉬내 용강을 주입시킨다. 이때 용강류에 의해 연결부인 콜렉터 노즐(150)과 롱 노즐(400) 사이에 공기가 흡입된다. 따라서 공기를 차단시키기 위한 목적으로 아르곤 링(300)을 통하여 연결부위에 아르곤을 불어서 연결주위에 공기대신 아르곤을 분사시키므로서 공기를 차단시키고 있다. 부호 350은 아르곤 링(300)에 아르곤 가스를 공급하기 위한 공급관이다. 그러나, 이 장치도 근본적으로 산화방지를 위한 완전한 장치는 아니었다. 즉, 아리곤 링(300)을 보통 40분마다 한번식 교환해주어야 하므로 상주인원 2명이 배치되어야 하며 주위전체를 아르곤 가스 분위기로 형성할 수 없기 때문에 근본적인 시스템은 아니었다.

상기 문제점을 감안한 본 고안의 목적은 연속주조작업시 래들과 턴디쉬(tun dish) 사이를 주조하는 콜렉터 노즐과 롱 노즐(long nozzle) 사이에서 용강의 주조속도에 의해 공기(air)가 빨려서 용강을 재산화시킴으로서 주편에 내·외부 결함의 발생을 없게 하며, 래들(ladle)의 교환(change)시에 아르곤 링의 사용을 배제하으로써 작업의 용이화를 도모하고 작업 인원의 감축을 가능케하며 작업자의 위치를 안전한 위치에 선정하여 대형 안전사고의 위험을 미연에 방지할 수 있게 한 아르곤 실링장치가 부착된 래들 콜렉터 노즐을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안은 통상의 콜렉터 노즐에 있어서, 상기 콜렉터 노즐의 내측 둘레에는 아르곤 홀을 형성시키며, 이 아르곤 홀로 공급되는 아르곤 가스는 롱노즐과의 접촉 부위에서 나오도록 하여 산화를 방지하도록 하는 것을 특징으로 하기 때문에, 콜렉터 노즐과 롱 노즐 사이의 공기를 완전차단할 수 있어 용강의 청정도를 향상시키며, 아르곤 링을 사용하지 않기 때문에 원가절감 및 장치이 소형화가 가능하고 작업자를 1명만 배치하면 되기 때문에 인력의 낭비를 막을 수 있다.

제1도(a)(b)는 본 고안 노즐의 종단면 및 횡단면도.

제2도는 본 고안 노즐의 설치상태 단면도.

제3도(a)(b)(c)는 종래 노즐의 실시예를 나타낸 상태도.

제4도는 종래이 아르곤 가스를 이용하는 실링장치의 사시도.

제5도는 종래의 아르곤 링을 이용한 산화방지장치를 나타낸 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10: 콜렉터 노즐 20 : 실링홀(아르곤 홀)

22 : 아르곤 가스 24 : 공급관

30 : 롱노즐 40 : 스틸호스(steel hose)(아르곤 호스)

42 : 니플 50 : 래들

60 : 턴디쉬

본 고안의 도1(a)(b)는 노즐의 종단면 및 횡단면도이다. 도1에서 부호 10은 노즐, 20은 이 노즐(10)의 둘레에 형성딘 실링홀, 22는 이 실링홀(20)내에 충전된 아르곤 가스이다.

본 고안의 기본적인 기술개념은 콜렉터노즐(10)에서 직접 아르곤 가스(22)를 넣어주도록 하는 것이다. 따라서 주조시 공기차단이 완벽하며, 이렇게 하면 아르곤링 사용이 불필요하여 여러 공정을 줄일 수 있다.

또 콜렉터 노즐(10)에 스틸호스(steel hose)(40)를 도2와 같이 연결할 수 있는 니플(42)을 설치하고 노즐(10) 내부에 홀(20)을 형성하여 롱노즐(30)과 접촉 부위로 아르곤이 나오도록 한다. 주조가 시작되면 별도준비된 아르곤 호스를 래들(50)에 연결된 아르곤 호스(40)에 연결한다.

도1에서 부호 24는 아르곤 가스를 공급하는 공급관, 도2에서 부호 60은 통상의 턴디쉬이다.

또, 상기 노즐(10) 제작시에 아르곤 홀(20)을 내장시켜서 상기 니플(42)을 설치하고, 또 콜렉터 노즐(10)의 조립시에 아르곤 라인의 연결부위가 전원 연결부위에 오도록 하면 좋다.

따라서 상기 구성에 의하면, 콜렉터 노즐에 아르곤 가스를 직접 공급해 주기 때문에 콜렉터 노즐과 롱 노즐 사이의 공기를 완전차단하여 용강의 청정도를 향상시키며, 아르곤링을 사용하지 않기 때문에 원가절감 및 장치의 소형화가 가능하고 작업자를 1명만 배치하면 되기 때뮌에 인력의 낭비를 막을 수 있는 유용한 고안이다.

Claims

통상의 콜렉터노즐(10)에 있어서, 상기 콜렉터 노즐(10)의 내측 둘레에는 아르곤 홀(20)를 형성시키며, 이 아르곤 홀(20)로 공급되는 아르곤 가스(22)는 롱 노즐(30)과의 접촉 부위에서 나오도록 하여 산화를 방지하도록 하는 것을 특징으로 하는 아르곤 실링장치가 부착된 래들 콜렉터 노즐.