KR100436211B1 - 용강 주조용 노즐 및 슬라이딩 플레이트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 용강 정련처리 및 연속주조 조업시 용강의 흐름이 정체되는 부위에 아르곤 가스를 취입할 수 있는 포러스(porous)타입 구조체 또는 슬리트 타입 구조체를 내삽한 2중 구조체로 하므로써, 용강 흐름의 정체 억제 및 정련을 용이하게 하는데 적합한 노즐(Nozzle) 및 슬라이딩 플레이트(Sliding Plate)에 관한 것이다.

이에 따른 구성은 턴디쉬 또는 래들에 이용되는 노즐 또는 슬라이딩 플레이트에 있어서, 용강이 정체되는 부위의 노즐 또는 슬라이딩 플레이트 부위에 상기 노즐 몸체 또는 슬라이딩 플레이트보다 기공경이 작은 별도의 포러스(porous)타입 구조체를 내삽하거나 또는 슬리트(slit)타입 구조체를 내삽하여서 됨을 특징으로 하는 용강 주조용 노즐 및 슬라이딩 플레이트에 관한 기술이다.

Description

용강 주조용 노즐 및 슬라이딩 플레이트{Nozzle ＆ Sliding Plate for cast of molten steel}

본 발명은 용융금속을 주조하는 래들 또는 턴디쉬 장치의 노즐 또는 슬라이딩 플레이트에 관한 것으로, 보다 상세하게는 용강 정련처리 및 연속주조 조업시 용강의 흐름이 정체되는 부위의 노즐 및 슬라이딩 플레이트의 일정 부위에 아르곤 가스를 취입할 수 있는 포러스(porous)타입 구조체 또는 슬리트 타입 구조체를 내삽한 2중 구조체로 하므로써, 용강 흐름의 정체 억제 및 정련을 용이하게 하는데 적합한 노즐(Nozzle) 및 슬라이딩 플레이트(Sliding Plate)에 관한 것이다.

노즐을 통한 용강의 흐름을 원활히 하면서 용강의 정련처리를 위한 가스취입 방법으로는 도 1과 같이 턴디쉬(Tundish)하부에 슬라이딩 게이트 밸브 (Sliding Gate Valve) 장치를 구비한 방법이 일반적으로 사용되고 있다.

상기 턴디쉬 하부에 설치된 슬라이딩 게이트 밸브 (Sliding Gate Valve)장치는 상부노즐(1) (Upper Nozzle)과 하부노즐(2)(Lower Nozzle)이 장착되고, 상기 노즐 사이에는 내화 재질로 된 상부 플레이트(3)와 하부 플레이트(4)가 설치된다.

그리고 아르곤 가스주입관(6)(Gas Purging Pipe)을 통해 아르곤 가스를 주입하면 아르곤 가스는 블럭벽면(5)과 상부노즐(1)외측 사이의 통로를 따라 턴디쉬 용강 내로 분출된다.

상기 장치에서 상부 플레이트(3)와 하부 플레이트(4)의 작동으로 용강의 흐름이 제어되고, 가스주입관(6)을 통한 아르곤 가스 주입으로 턴디쉬 내의 용강의 대류 작용과 용강 내의 불순물의 부상 분리 촉진으로 청정한 용강을 하부노즐을 통해 주조하게된다.

그러나 상기 장치에서 상부노즐(1)의 하부와 상부 플레이트(3) 상측부에서 용강류의 흐름이 정체됨에 따라 부착되는 용강 및 비금속 산화물의 생성으로 막힘현상이 일어나는 등 용강량의 흐름 콘트롤(Control)에 문제점이 있다.

상기한 문제점을 해결하기 위한 일환으로서 상부노즐(1)을 비금속 산화물(주로Al₂O₃)의 성분과 저융물의 형성이 가능한 CaO계 함유 내화물로 함으로써,Al₂O₃-CaO계 저융물이 형성되게 하여 노즐 막힘을 방지하고 있다.

그리고 또다른 방법으로는 상기 상부노즐(1)몸체 전체에 대해 30∼60㎛의 평균 기공 크기를 갖는 포러스(Porous) 타입으로 하므로써, 아르곤 가스주입관(6)을 통한 아르곤 가스가 상부노즐(1)의 기공을 통해 분출되어 버블링 효과를 갖게 하여 용강 흐름의 정체를 다소 원화시키고 있다.

그러나 상기와 같은 종래의 경우는 아르곤 가스 페징효과에 대한 강력한 교반이 불가능 하는 문제가 있어 막힘 현상을 완전하게 해결하지 못하고 있다.

한편, 턴디쉬로부터 몰드에 용강 배출이 끝나면, 상부 플레이트(3)와 하부 플레이트(4)는 도 1과 같이 서로 어긋나게(Close)배치되는데, 이와 같이 하부 플레이트(4)상부의 상부 플레이트 구멍(9)에 정체한 용강은 정체시간이 길면 길 수록 용강이 교반되지 않아 용강 및 비금속산화물의 생성으로 구멍 막힘 현상이 일어나게 되어 계속되는 용강의 배출시 용강 흐름의 콘트롤을 용이하게 할 수 없는 문제점이 있다.

또한, 용강 흐름의 제어 및 정련장치로서는 도 1과 같은 턴디쉬장치 뿐만아니라 래들장치에 이용되는 탑노즐(Top Nozzle) 또는 용강에 침적하여 적용되는 정련장치로서의 렌즈 침적노즐(Lencs Injection Nozzle)등이 있으며, 이와 같은 장치에서도 상기와 같은 문제점들이 일어날 수 있음은 물론이다.

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 래들 및 턴디쉬 장치의 노즐 및 슬라이딩 플레이트 등의 용강의 흐름이 정체되는 일정 부위에 아르곤 가스를 취입할 수 있는 포러스(porous)타입 구조체 또는 슬리트 타입 구조체를 내삽한 2중 구조체로 하므로써, 아르곤 가스 주입에 따른 강력한 교반의 버블링 효과로 비금속 개재물의 부착 억제와 용강의 흐름 막힘 현상 억제 및 용강의 정련에 이바지할 수 있는 장치를 제공하고자 하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 슬라이딩 게이트 밸브 구조도

도 2는 본 발명에 따른 슬라이딩 게이트 밸브 구조도

도 3은 본 발명의 포러스 타입 구조체가 내삽된 상부노즐 구조

도 4는 본 발명의 슬리트 타입 구조체가 내삽된 상부노즐 구조

도 5는 슬리트 구멍 형상을 나타낸 상태도

도 6은 본 발명의 하부 플레이트에 포러스 타입 또는 슬리트 타입의 구조체가 내삽된 확대면도

도 7은 침적노즐에 포러스 타입 또는 슬리트 타입의 구조체가 내삽된 상태도

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1a : 상부노즐 6 : 가스주입관 7 : 포러스 타입 구조체

8 : 슬리트 타입 구조체

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 턴디쉬 또는 래들에 이용되는 노즐 또는 슬라이딩 플레이트에 있어서, 용강이 정체되는 일정 부위의 노즐 및 슬라이딩 플레이트에 노즐 몸체 또는 슬라이딩 플레이트 몸체 보다 기공경이 작은 별도의 포러스(porous)타입 구조체를 내삽하거나 또는 슬리트(slit)타입 구조체를 내삽하여서 된 노즐 또는 슬라이딩 플레이트 장치로 구성된다.

도 2는 턴디쉬 하부에 설치된 본 발명에 따른 슬라이딩 게이트 밸브 장치를 나타낸 것이다. 도 3 및 도 4는 상부노즐의 확대면도로써, 도 3은 포로스 타입 (porous type)의 구조체가 내삽된 것이고, 도 4는 슬리트 타입(slit type)의 구조체가 내삽된 것을 나타낸 것이다. 본 발명의 장치는 상부노즐을 제외하고는 도 1과 같은 기존의 구조와 다르지 않다.

즉, 본 발명의 장치는 턴디쉬 하부에 상부노즐(1a) (Upper Nozzle)과 하부노즐(2)(Lower Nozzle)이 장착되고, 상기 노즐 사이에는 내화 재질로 된 상부 플레이트(3)와 하부 플레이트(4)가 설치되며, 아르곤 가스 주입을 위한 아르곤 가스주입관(6) (Gas Purging Pipe)이 설치되어 있다.

상기 구조에서 본 발명이 기존과 다른 것이 상부노즐(1a)인데, 이는 상부 플레이트 상측부에 위치하는 상부노즐 몸체 하단 내측부에 도 3과 같이 상부노즐 몸체의 평균 기공(30∼60㎛)보다 작은 10∼20㎛의 기공을 갖는 포러스(porous) 타입의 구조체(7)를 내삽하여 가스주입관(6)에 연결하거나, 도 4와 같이 슬리트(slit) 타입의 구조체(8)를 내삽하여 가스주입관(6)에 연결한 구조로 이루어진다.

상기한 포러스 타입의 구조체에서 기공크기가 10㎛ 이하 이면 버블링 효과가

감소되며 형성되는 버블의 크기가 작아서 비금속개재물의 포집 등은 형성되나, 부상 능력이 감소되기 때문에 바람직하지 않고, 20㎛ 이상에서는 용강의 침윤에 의한 막힘이 문제될 수 있다. 따라서 기공크기를 10∼20㎛ 범위로 함이 바람직하다.

또한 본 발명은 도 4와 같은 슬리트 타입으로 함에 있어서는 0.1∼0.7mm 구멍(hole)이 도 5와 같이 직선 또는 사선으로 뚫여 있는 구조로 할 수 있다.

상기 구멍이 0.1mm 이하 이면 용강에 대한 교반력이 낮으며, 0.7mm 이상 이면 용강의 침윤에 의한 막힘이 발생하게 된다. 상기 형성되는 구멍의 개수는 크기에 따라 상이하나 24∼48개 정도 형성되며, 구조에 따라 100개 이상도 가능하다.

또한 본 발명은 도 1의 장치 중 도 6과 같이 하부 플레이트(4)에 대하여도 포러스 타입의 구조체(7a) 또는 슬리트 타입의 구조체(8a)를 내삽하여 아르곤 가스주입관(6a)에 연결하여 사용할 수도 있다.

본 발명은 상기 포러스 타입 구조체 또는 슬리트 타입 구조체의 내화재질에 대해서 특정하지 않으나, 그 예를 들면, 포러스 타입에 적용되는 내화재질은 Al₂O₃80∼95중량%, SiO₂2∼15중량%, Cr₂O₃5중량% 이하, ZrO₂5중량% 이하, MgO 5중량% 이하로 조성시킬 수 있으며, 슬리트 타입의 경우에 이용되는 내화재질은 Al₂O₃-C 재질로서, Al₂O₃60∼95중량%, C 2∼15중량%, SiO₂10∼20중량%, ZrO₂15중량% 이하로 조성된 내화재를 들수 있다.

상기한 도 1에서는 턴디쉬에 설치되는 슬라이딩 플레이티에 대해서만 언급였으나, 용강을 주조하기 위한 래들에도 슬라이딩 플레이트를 구비하므로 본 발명은 래들에 적용되는 슬라이딩 플레이트에도 적용함은 물론이다.

또한 본 발명은 도면에는 나타내지 않았으나, 래들 장치에 적용하여 사용되는 탑노즐(Top Nozzle) , 콜렉터 노즐(Collecter Nozzle)에 상기의 포러스 타입 구조체 또는 슬리트 타입 구조체를 내삽하여 사용할 수 있음은 물론이다.

또한 본 발명은 도 7과 같은 침적노즐에 대하여도 포러스 타입의 구조체(7b)또는 슬리트 타입의 구조체(8b)를 내삽하여 적용할 수 있음은 물론이다.

이상에서와 같이 본 발명은 래들 및 턴디쉬 장치의 노즐 또는 슬라이딩 플레이트 등의 용강의 흐름이 정체되는 일정 부위에 아르곤 가스를 취입할 수 있는 포러스(porous)타입 구조체 또는 슬리트 타입 구조체를 내삽한 2중 구조체로 하므로써, 이를 통한 아르곤 가스 분출압에 따른 강력한 버블링 효과로 용강의 막힘을억제하는 등 비금속개재물의 부착 억제로 청정한 용강을 얻을 수 있다.

Claims (11)

1. 턴디쉬 또는 래들에 이용되는 노즐에 있어서, 노즐 몸체보다 기공경이 작은 10∼20미크론(㎛)기공을 갖는 별도의 포러스(porous)타입 구조체를 상기 노즐 하측부에 내삽하여서 됨을 특징으로 하는 용강 주조용 노즐.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1항에 있어서,

   상기 노즐이 턴디쉬용 슬라이딩 게이트 밸브장치의 상부노즐이거나, 래들의 탑노즐 또는 콜렉터 노즐 임을 특징으로 하는 용강주조용 노즐.
5. 제 1항에 있어서,

   포러스 타입 구조체가 아르곤 가스를 취입하여 정련하는 침적노즐의 하측부 양단에 내삽하여서 됨을 특징으로 하는 용강주조용 노즐.
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제
9. 턴디쉬 또는 래들에 이용되는 노즐에 있어서, 0.1∼0.7mm 구멍크기를 갖는 별도의 슬리트(slit)타입 구조체를 상기 노즐 하측부에 내삽하여서 됨을 특징으로 하는 용강 주조용 노즐.
10. 제 9항에 있어서,

    상기 노즐이 턴디쉬용 슬라이딩 게이트 밸브장치의 상부노즐이거나, 래들의 탑노즐 또는 콜렉터 노즐 임을 특징으로 하는 용강주조용 노즐.
11. 제 9항에 있어서,

    상기 슬리트 타입 구조체가 아르곤 가스를 취입하여 정련하는 침적노즐의 하측부 양단에 내삽하여서 됨을 특징으로 하는 용강주조용 노즐.