KR100380695B1 - 콜렉터 노즐용 링 가스켓 - Google Patents

Abstract

본 발명은 연속 주조설비의 콜렉터 노즐과 쉬라우딩 노즐간의 실링을 위한 가스켓에 관한 것으로 특히, 정련된 용강을 주조하는 과정에 용강의 역류현상 발생시 비산되는 용강으로부터 작업자의 안전과 주요설비를 보호하기 위해 노즐사이를 보다 긴밀히 밀폐시키기 위한 링형 가스켓에 관한 것이다.

본 발명은, 연속주조설비의 콜렉터 노즐과 쉬라우딩 노즐 사이에 장착되는 실링 가스켓(1)에 있어서, 상기 콜렉터노즐(20)의 원주면에 방사방향 외측으로 연장되는 링(1a)과, 상기 콜렉터 노블(20)과 쉬라우딩 노즐(30)사이에 개재되는 가스켓(1)이 일체로 형성되어 상기 콜렉터 노즐(20)이 상기 쉬라우딩 노즐(30)상에 위치되었을 때 상기 링(1a)과 가스켓(1)이 동시에 압착되어 상기 두 노즐사이를 실링되도록 함으로서 용강의 비산을 방지한 것으로, 본 발명에 따른 링 가스켓(1a)은 용강의 비산을 효과적으로 차단하고, 주조설비의 노즐 역시 재사용기간이 더욱 연장되는 효과를 제공한다. 그리고, 가스켓의 파손이 거의 없어 공기와 더불어 질소가 용강속으로 침투하는 것을 차단함으로서 용강제품의 품질이 현저히 향상되는 효과를 제공한다.

Description

콜렉터 노즐용 링 가스켓 {A Ring Type Gasket for Sealing Between A Collector Nozzle and A Shroud Nozzle}

본 발명은 연속 주조설비의 콜렉터 노즐과 쉬라우딩 노즐사이에 장착되는 링형 가스켓에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 콜렉터 노즐과 쉬라우딩 노즐 사이에 실링(Sealing) 기능을 극대화하여 용강 재산화 방지 및 청정강 제조, 콜렉터 노즐 하단부에 지금 부착을 방지하여 노즐의 재사용 가능하도록 한 링형 실링 가스켓에 관한 것이다.

도 1에는 연속주조설비가 도시되어 있는 바, 상기 연속주조설비(10)는 래들(10a)에 담긴 용강(6)을 콜렉터 노즐(20)과 쉬라우딩 노즐(30)을 통하여 턴디쉬(5)로 주입하게 되며, 일반적으로 상기 콜렉터 노즐(20)은 래들(10a)내의 용강(6)을 턴디쉬(5)에 주입하는 제강조업용 내화물중의 하나이다. 이러한 콜렉터 노즐(20)과 쉬라우딩 노즐(30)을 세팅하여 용강(6)을 턴디쉬(5)내로 주입시, 두 노즐 접합부의 대기접촉을 최소화하기 위하여 기존에는 도 5와 같이 실링가스켓(1)을 사용하였다.

이러한 개선된 실링가스켓 사용 전에는 실링가스켓이 도 2도에 도시되어 있는 바, 이는 단순한 원추형의 구조를 갖는 것이다. 따라서, 콜렉터 노즐(20)과 쉬라우딩 노즐(30)사이의 원추형 경계면은 효과적으로 막을 수 있지만, 제 3도에 도시된 바와 같이 콜렉터 노즐(20)의 하부면(20a)은 용강(6)에 노출된 상태가 유지되어 지금 등이 부착되는 문제점이 있었다.

그러나, 품질 엄격 요구와 강의 청정도가 더욱 요구되고 콜렉터 노즐(20)의 재사용을 통한 원가절감의 필요성 또한 대두하게 되어 이의 요구에 맞는 개선된 실링 가스켓이 필요하다.

종래의 실링 가스켓(1)은 글라스 울 재질로 고온에서 작업시 압축성이 낮아 대기접촉으로 인한 용강제품의 순도(특히, 질소에 의함)가 떨어지는 문제가 있었고, 용강의 메탈케이스 접촉을 방지하지 못하여 재사용 불가의 원인이 되었다.

따라서, 이의 단점을 보완한 고온에서 압축성을 가지고 있으며 용강의 메탈 케이스 접촉을 방지할 수 있는 재질의 개발이 대두된 것이다.

따라서, 이를 해소하기 위해 1998년 9월 5일자 공개특허공보 제98-43172호에 상세히 개시되어 있다.

상기한 공개공보에 개시된 기술적 사상을 살펴보면 도 4와 도 5에 도시된 바와 같이 콜렉터 노즐의 하단부에 지금의 부착을 방지하여 재사용을 가능하게 하고, 고온 압축성을 유지하여 내구성을 향상시킨 실링가스켓을 제공하기 위해 연속주조설비의 콜렉터 노즐과 쉬라우딩 노즐사이에 장착되는 실링가스켓(Sealing Gasket)의 경우 상기 콜렉터 노즐과 쉬라우딩 노즐이 형성되는 원추형 곡면에 일치하여 결합되는 원추부와, 상기 원추부의 하부모서리에서 방사상 내측으로 직경이 축소되며, 중앙에 구멍이 형성된 플랜지부를 갖추고, 상기 플랜지부가 콜렉터 노즐의 하부평면에 밀착되어 지금의 부착을 방지하도록 구성하였다.

그러나 이와 같은 종래의 실링 가스켓의 경우 도 2에 도시된 바와 같이 기존의 실링 가스켓(170)은 콜렉터 노즐(20)과 쉬라우딩 노즐(30) 접촉부에만 있기 때문에 제 3도에 도시된 바와 같이, 연속 주조시 용강의 쉬라우딩 노즐(30)에 튀김으로서 콜렉터 노즐(20) 하단에 지금이 부착된다.

이와 같이, 지금 부착시 콜렉터 노즐(20)의 메탈 케이스 소손에도 영향을 미쳐 콜렉터 노즐(20) 재사용을 하지 못하는 가장 큰 원인이 된다.

개선된 종래의 실링 가스켓(1)은 도 4와 도 5에 도시된 바와 같이, 콜렉터 노즐(20) 하단부까지 부착되어 노즐 및 메탈 케이스를 보호한다(가스켓 하부지름은 콜렉터 노즐(20)의 구멍지름 이하) 즉, 상기 콜렉터 노즐(20)과 쉬라우딩 노즐(30)이 형성되는 원추형 곡면에 일치하여 결합되는 원추부(21)를 갖추고, 상기 원추부(21)의 하부모서리에서 방사상 내측으로 직경이 축소되며, 중앙에 구멍(4)이 형성된 플랜지부를 갖추며, 상기 플랜지부가 콜렉터 노즐(20)의 하부평면에 밀착되어 지금의 부착을 방지하도록 구성되는 것이다.

그러나 상기와 같은 종래의 실링 가스켓의 경우는 콜렉터 노즐(20)과 쉬라우딩 노즐(30)사이에 개재함으로서 종전보다 재 사용율이나 질소 픽업이 낮아진 효과를 제공하고 있었고 노즐의 막힘 현상시 순간적인 역류현상에 의해 가스켓 사이로 용강이 비산되는 현상이 발생되고 있다.

이러한 역류현상이 발생되는 이유는 연속 주조시 노즐 하단부의 내경이 래들의 휠러재가 통과하다가 걸려 순간적으로 용강의 흐름을 방해하여 순간적인 역류가 발생되는 것이다.

이와 같이 1700。C이상의 고온을 지닌 용강이 순간적으로 비산되면서 작업자에게 치명적인 부상을 입힐 수 있다. 그리고, 순간적인 용강의 비산에 의해 가스켓이 쉽게 손상되어지고 그 손상된 가스켓(1) 사이로 질소가 공기와 함께 흡입되어 용강의 품질을 저하시키게 되는 문제가 생기는 것을 알게 되었다. 특히 용강은 매우 고온상태에 있으므로 비산되는 비산압이 매우 크기 때문에 가스켓(1)이 용강의 비산에 의해 쉽게 파손되어 재사용율을 현저히 떨어뜨리는 요인이 되고 있다. 그리고 노즐의 소손이 발생되고 있음을 감안할 때 그 개선책이 요구되었다.

본 발명의 목적은 용강의 연속주조시 노즐의 막힘현상에 의해 용강이 비산되더라도 용강이 노즐밖으로 비산되지 않도록 보다 실링능력이 개량된 링형 가스켓을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 용강의 순간역류 발생시 상부의 설비로 비산용착되지 않고 안정적으로 주조할 수 있도록 함과 아울러 용강비산으로 인한 사용설비의 폐각 및 비산용간 제거작업을 하지 않도록 하기 위해 노즐사이를 보다 긴밀히 밀폐시키기 위한 링형 가스켓을 제공하는데 있다.

도 1은 종래의 래들에서 턴디쉬로 용강이 주입되는 상태를 도시한 연속주조 공정의 구성도,

도 2는 종래의 실링 가스켓을 도시한 사시도

도 3은 종래의 실링 가스켓의 설치 상태를 보여주는 요부 단면도.

도 4는 종래의 실링 가스켓의 구성을 도시한 사시도,

도 5는 종래의 가스켓을 노즐사이에 설치한 상태를 도시하는 단면도,

도 6은 본 발명에 따른 링 가스켓을 도시하는 사시도,

도 7은 본 발명의 링 가스켓의 설치상태를 도시하는 단면도,

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

1: 실링 가스켓

1a:링 가스켓

20: 콜렉터 노즐

20a:노즐팁

20b:플랜지

30:쉬라우딩 노즐

본 발명을 달성하기 위한 구현 수단으로서는 연속주조설비의 콜렉터 노즐과 쉬라우딩 노즐 사이에 장착되는 실링가스켓에 있어서, 상기 콜렉터노즐의 원주면에 노즐팁보다 큰 직경을 갖는 플랜지를 부설하고 상기 노즐팁의 원주을 수용하는 소직경을 구비하여 상기 노즐팁의 원주면에 삽입되어 결합되는 링형 가스켓과, 상기 한 콜렉터 노즐이 상기 쉬라우딩 노즐상에 위치되었을 때 상기 링형 가스켓의 상부표면을 플랜지에 의해 가압되어지고, 하부 표면은 상기한 쉬라우딩 노즐의 단부에밀착되어지면서 압착되면서 용강의 비산을 방지함으로서 달성될 수 있다.

이하 본 발명에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 6에는 본 발명에 따른 링 가스켓이 예시되어 있다. 링 가스켓은 고온의 용강에 사용되는 관계로 가스켓으로서의 조건이 갖추어져야 한다.

그 조건으로서는 첫째, 노즐들 사이로 공기가 흡입되지 않도록 밀폐시키기 위한 밀착성이 우수해야 하고 둘째, 고온 약 1,000。C이상에서 약 50분 이상 견딜 수 있는 내열성이 구비되어야 하고, 셋째 노즐의 하중에 의해 파손되거나 찢어지지 않아야 한다. 이와 같은 조건에 따라 본 발명의 가스켓의 소재로서는 화이버 프렉스(Fiber Flax)소재가 채용되었다.

상기한 화이버 프렉스의 화학적 특성과 물리적성질을 보면 사용온도범위는 약 1,260。C, 용융점은 1,760。C, 일반적인 밀도는 250∼300KG/㎥, 열전도도(Thermal Conductivity)는 1,000。C에서 0.17Kcal/mh。C, 내열충격성(Thermal Shock Resistance) 매우 우수함, 화학성분:Al₂O₃(47∼49중량%), SiO₂(50∼53중량%)이다.

물리적 성질은 평균 화이버의 지름은 2∼3㎛, 부피비중은 210 Kg/㎥, 연속사용온도는 ≤1,250。C, 용융점은 1,760。C, 두께측정시 압력; 제로압이다. 참고로 도면에 표기된 인용부호는 종래의 구성요소와 동일한 구성요소에 대하여는 동일한 구성인용부호를 사용하였다.

이와 같은 재질로 링형상의 가스켓을 제작함에 있어 연속주조설비의 콜렉터 노즐(20)의 노즐팁(20a)의 원주면과 거의 같은 직경의 내경을 갖는 가스켓(1a)을 제작한다. 이와 같은 타입의 가스켓을 링 가스켓(1a)이라 불리운다.

그리고 상기한 콜렉터 노즐(20)은 그 노즐팁(20a)의 주위에 보다 큰 직경을 갖는 플랜지부(20b)를 부설한다.

이상에서 설명한 바와 같이 연속주조설비에 링 가스켓을 채용한 결과 다음의 표와 같은 결과를 얻을 수 있었다.

구 분	[N] Pick Up량(ppm)	표준편차
연연주 순서별	3회	4회	5회	평균	3회	4회	5회	평균
수직만곡형	종래가스켓	2.8	2.7	2.7	2.7	4.0	2.9	3.2	3.36
	링 가스켓	1.6	2.3	1.8	1.9	1.6	2.2	2.2	2.0
만곡형	종래가스켓	2.8	2.4	-	2.6	3.2	2.4	-	2.9
	링 가스켓	2.5	2.0	-	2.25	1.7	0.8	-	1.25

위 표에서 알 수 있는 바와 같이 본 발명에 따른 가스켓의 채용시 질소픽업의 량이 종래의 가스켓에 비해 수직만곡형의 경우 평균 0.8ppm, 만곡형은 평균 0.35ppm감소하였다.

그리고 콜렉터 노즐(20) 재사용율은 종래의 가스켓(1)은 30%이였고, 본 발명에 따른 링 가스켓은 60.6%이었다. 이는 주조작업은 100회이상 하여 얻어낸 결과로서 노즐의 재사용 불가 사유로서는 크랙발생이 8.7% 지금부착이 31.7% 철피용손이 2.9%, 나머지 56.7%는 정상의 비율로 나타났다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 링형 가스켓은 가스켓의 내구성이 더욱 강화되어 실링기능이 강화됨으로서 용강의 비산을 효과적으로 차단할 수 있었고 그로 인해 노즐의 수명이 연장되는 효과를 제공하게 되는 것을 알 수 있다.

물론, 용강의 갑작스런 비산에 대하여 충분히 유지하여 가스켓이 파손되는 것이 거의 없어 공기와 더불어 질소가 용강속으로 침투하는 것을 차단함으로서 용강제품의 품질 역시 향상된다는 것도 알 수 있었다. 그래서 용강비산에 의한 작업자의 부상을 방지할 수 있는 효과도 제공하게 되는 것이다.

Claims (1)

1. 연속주조설비의 콜렉터 노즐과 쉬라우딩 노즐 사이에 장착되는 실링 가스켓에 있어서, 상기 콜렉터노즐(20)의 원주면에 방사방향 외측으로 연장되는 링(1a)과, 상기 콜렉터 노블(20)과 쉬라우딩 노즐(30)사이에 개재되는 가스켓(1)이 일체로 형성되어 상기 콜렉터 노즐(20)이 상기 쉬라우딩 노즐(30)상에 위치되었을 때 상기 링(1a)과 가스켓(1)이 동시에 압착되어 상기 두 노즐사이를 실링되도록 함으로서 용강의 비산을 방지한 것을 특징으로 하는 콜렉터 노즐용 링 가스켓.