KR100805043B1 - 연속 주조용 침지노즐 - Google Patents

Abstract

연속 주조 과정에서 용강내에 침지된 연속 주조용 침지노즐이 제공된다.

상기 연속 주조용 침지노즐은, 턴디쉬로부터 용강이 유입되는 유입부와, 상기 유입부로 부터 유입된 용강이 확산, 전이되는 전이부 및, 상기 전이부로 부터 유입된 용강을 다수 흐름으로 배출시키는 배출부를 포함하여 일체로 구성되고, 상기 배출부의 외측면에는 유도수단이 형성된 것을 특징으로 한다.

이와 같은 본 발명에 의하면, 용강류의 흐름을 원활하게 형성하여, 침지노즐 중앙부 온도상승으로 모울드 파우더 용융성 향상과 응고 쉘과 모울드 동판사이 슬래그 유입성 향상으로 주편 인발중 동판과 응고 쉘 간의 마찰력에 의한 응고 쉘의 파단을 방지하고, 침지노즐 외부에 용강중 개재물이 부착되어 성장되는 것을 방지하도록 하는 개선된 효과를 얻을 수 있다.

연속 주조, 침지노즐, 용강, 모울드

Description

연속 주조용 침지노즐{Submerged nozzle for continuous casting}

도1은 연속 주조용 침지노즐의 사용 상태를 나타낸 단면도;

도2 및 도3은 종래의 연속 주조용 침지노즐을 나타낸 정단면도 및 측단면도;

도4는 종래의 침지노즐 사용시 용강 흐름을 나타낸 침지노즐의 하부 단면도;

도5는 본 발명에 따른 연속 주조용 침지노즐을 나타낸 사시도;

도6은 본 발명에 따른 연속 주조용 침지노즐을 나타낸 정단면도;

도7은 본 발명에 따른 연속 주조용 침지노즐을 나타낸 저면도;

도8은 본 발명에 따른 연속 주조용 침지노즐 사용시 용강 흐름을 나타낸 침지노즐의 하부 단면도;

도9는 본 발명에 따른 연속 주조용 침지노즐 사용시 용강 흐름을 나타낸 침지노즐의 정단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 턴디쉬 20 : 침지노즐

21 : 유입부 22 : 전이부

23 : 배출부 24 : 토출구

26 : 단변측 27 : 장변측

28 : 유도홈

본 발명은 연속 주조용 침지노즐에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 연속 주조 과정에서 용강내에 침지된 침지노즐의 하부 중앙측에 호형상의 유도홈을 배출부 중간부에서 토출구부까지 하부로 내려가면서 깊고 넓게 처리하여 용강류의 흐름을 원활하게 형성함으로써 침지노즐 중앙부 온도상승으로 모울드 파우더 용융성 향상과 응고 쉘과 모울드 동판사이 슬래그 유입성 향상으로 주편 인발중 동판과 응고 쉘 간의 마찰력에 의한 응고 쉘의 파단을 방지하고, 침지노즐 외부에 용강중 개재물이 부착되어 성장되는 것을 방지할 수 있는 연속 주조용 침지노즐에 관한 것이다.

도1은 연속 주조용 침지노즐의 사용 상태를 나타낸 단면도이다.

여기에서 참조되는 바와 같이 연속 주조 공정의 선단부에는 전로공정에서 생산된 용강을 연속주조 공정으로 이송하는 레들과 용강의 저장 및 분배역할을 하는 턴디쉬(10)와 냉각장치가 마련되어 용강을 응고시키는 모울드(30)로 구성되며, 침지노즐(20)은 상기 턴디쉬(10)의 바닥부와 모울드(30) 사이를 연결하여 용강을 모울드(30) 내로 균일하게 주입시키는 역할을 한다.

상기 침지노즐(20)을 도2 및 도3을 참조하여 보다 상세하게 설명하며 다음과 같다.

도2 및 도3은 종래의 연속 주조용 침지노즐을 나타낸 정단면도 및 측단면도이다.

여기에서 참조되는 바와 같이 침지노즐(20)은 턴디쉬(10)로 부터 용강이 유입되는 유입부(21)와, 이 유입부(21)로 부터 유입된 용강이 확산, 전이되는 전이부(22)와, 이 전이부(22)로 부터 유입된 용강을 2개의 흐름으로 배출시키도록 하부 양측에 토출구(24)가 마련된 배출부(23)로 구성된다.

또한 상기 유입부(21), 전이부(22) 및 배출부(23)는 그 내부에 형성된 도관(25)을 통해 상호 연통되어 턴디쉬(10)로 부터 유입된 용강이 모울드(30) 내로 주입될 수 있도록 해준다.

한편, 상기 유입부(21)는 통형의 파이프 형상을 이루나 전이부(22)에서 통형이 장방형으로 변화되고 배출부(23)는 장방형을 이룬다.

상기 배출부(23)가 장방형을 이루는 이유는 토출구(24)가 마련된 배출부(23)의 하부가 장방형의 모울드(30) 내에 삽입되므로 유입부(21) 내에서 모울드(30)의 형상에 맞추어 장방형으로 형성되는 것이 용강의 원활한 주입에 더 유리하기 때문이다.

즉, 상기 전이부(22)를 통과하면서 통형에서 장방형으로 변화되나 통상적으로 그 유동 단면적은 유입부(21)보다 더 넓어지므로 유입부(21) 내에서 빠른 속도 로 이동하던 용강이 전이부(22)에서 확산, 전이되어 그 이동 속도가 감소되어 상기 토출구(24)를 통해 보다 균일하고 원활하게 배출된다.

상기 토출구(24)가 마련된 배출부(23)가 장방형을 이룬다는 것은 상기한 바이나 배출부(23)는 연속 주조시에 모울드(30) 내의 용강내에 침지되므로 배출부(23)의 장방형 형상이 용강의 흐름을 방해하여 다음과 같은 문제점이 발생된다.

도4에 나타낸 바와 같이 장방형의 침지노즐 배출부(23)가 모울드(30) 내에 삽입되면 배출부(23)의 장변측(27)과 모울드(30) 간의 간격이 매우 좁고, 길며 배출부(23)의 단변측(26)과 장변측(27)이 만나는 네 모서리가 소정의 반지름으로 라운드를 이룬다.

따라서, 배출부(23)의 단변측(26)이 용강의 흐름(A)에 수직하므로 그 흐름을 방해하여 용강의 흐름 속도가 낮아지면서 네 모서리에 의해 간격이 좁은 장변측(27) 중앙부와 모울드(30) 사이로 용강이 흘러가지 못해 그 사이에서 용강의 정체가 발생한다.

이와 같이 용강 흐름의 정체 형성은 모울드(30) 전체에 걸친 온도분포를 불균일하게 만들어 용강의 보온, 윤활작용을 위해 첨가 되는 모울드 파우더가 균일하게 용융되지 못하게 되므로 보온 및 윤활 효과를 얻을 수 없게 된다.

또한 배출부(23)의 장변측(27)과 모울드(30) 사이에 용강이 정체되면 장변측(27)의 외벽부에 슬래그와 같은 개재물이 부착 성장하여 모울드(30)의 내측면에 형성된 응고 쉘과 접촉됨으로써 침지노즐(20)이 손상되거나 응고 쉘이 찢어져 파단되어 쉘 내부의 용강이 설비로 유출(Break-Out)된다.

상기 용강이 설비로 유출되면 설비를 교환하여야 하므로 이로 인한 생산량의 감소를 가져온다.

이와 같이 장방형으로 형성된 침지노즐(20)의 배출구는 연속 주조시에 모울드 파우더의 불균일 용해에 따른 보온, 윤활 효과의 저하, 침지노즐(20)의 손상 및 응고 쉘의 파단과 같은 여러 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로서, 그 목적은 연속 주조시 모울드 내의 용강 속에 침지되는 침지노즐의 배출부 하부 중앙측에 호 형상의 유도홈을 배출부 중간부에서 하단부까지 형성하되, 하부로 내려가면서 깊고 넓게 형성하여 용강의 유속변화를 일으켜 용강이 정체되지 않고 원활하게 흐를 수 있도록 해주는 연속 주조용 침지노즐을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 기술적인 측면으로서 발명은, 턴디쉬로부터 용강이 유입되는 유입부;

상기 유입부로 부터 유입된 용강이 확산, 전이되는 전이부; 및,

상기 전이부로 부터 유입된 용강을 다수 흐름으로 배출시키는 배출부;

를 포함하여 일체로 구성되고,

상기 배출부(23)의 외측면에 용강흐름을 원활토록 형성된 유도수단을 더 포함하여 구성된 연속 주조용 침지노즐을 제공한다.

바람직하게는, 상기 배출부는, 하부 양측에 용강 흐름을 2개의 흐름으로 배출시키는 토출구들이 구비되면서 장변측과 단변측을 갖는 장방형으로 형성된다.

더 바람직하게는, 상기 배출부에 구비되는 유도수단은, 상기 배출부의 장변측 외측면 중앙에 호 형상으로 형성된 유도홈으로 제공될 수 있다.

또한, 상기 유도홈은 상기 배출부의 중간부에서 하단부까지 연장되게 형성될 수 있다.

더하여, 상기 유도홈은 하부로 내려가면서 깊고 넓게 형성되는 것이 보다 바람직하다.

이와 같은 특징을 갖는 본 발명을 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도5는 본 발명에 따른 연속 주조용 침지노즐을 나타낸 사시도이고, 도6은 본 발명에 따른 연속 주조용 침지노즐을 나타낸 정단면도이며, 도7은 본 발명에 따른 연속 주조용 침지노즐을 나타낸 저면도이고, 도8은 본 발명에 따른 연속 주조용 침 지노즐 사용시 용강 흐름을 나타낸 침지노즐의 하부 단면도이며, 도9는 본 발명에 따른 연속 주조용 침지노즐 사용시 용강 흐름을 나타낸 침지노즐의 정단면도이다.

여기에서 참조되는 바와 같이 본 발명의 침지노즐(20)에는 턴디쉬(10)로부터 용강이 유입되는 유입부(21)가 마련되어 있고, 상기 유입부(21)의 하부에는 그 유입부(21)로 부터 유입된 용강이 확산, 전이되는 전이부(22)가 마련되어 있다.

한편, 상기 전이부(22)의 하부에는 그 전이부(22)로 부터 유입된 용강을 다수의 흐름 예컨데, 2개의 흐름으로 배출시키도록 하부 양측에 토출구(24)들이 마련된 배출부(23)가 형성되어 있다.

이와 같은, 유입부와 전이부 및 배출부는 일체로 되어 있다.

특히, 상기 배출부(23)는 장변측(27)과 단변측(26)을 갖는 장방형으로 형성되어 있고, 상기 장변측(27)은 용강의 흐름을 원활하게 하는 유도수단 즉, 외측면 중앙에 호 형상으로 형성된 유도홈(28)을 포함한다.

이와 같은 상기 유도수단 즉, 유도홈(28)은 상기 배출부(23)의 중간부에서 하단부까지 연장되게 형성되어 있되, 하부로 내려가면서 깊고 넓게 형성되어 있다.

이와 같이 구성된 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 턴디쉬(10)로 부터 유입된 용강은 침지노즐(20)의 유입부(21), 전이부(22) 및 배출부(23)의 내부를 연통하도록 형성된 도관(25)을 통해 모울드(30)로 주입된다.

상기 유입부(21)로 유입된 용강은 전이부(22)를 통과하면서 통형에서 장방형 으로 변화되고, 그 전이부(22)의 유동 단면적은 유입부(21)보다 더 넓어지므로 유입부(21) 내에서 빠른 속도로 이동하던 용강이 전이부(22)에서 확산, 전이되어 그 이동 속도가 감소된 후 토출구(24)를 통해 보다 균일하고 원활하게 배출된다.

상기 장방형 배출부(23)의 단변측(26)에 충돌되는 용강흐름(도 8의 A)은 배출부(23)의 장변측(27) 외측면 중앙에 형성된 유도수단 즉, 유도홈(28)에 의해서 방지되어 장변측(27)의 중앙부 까지 용강 흐름(도 8의 B)이 원활하게 된다.

한편, 상기 유도홈(28)은 배출부(23)의 중간부에서 하단부까지 하부로 내려가면서 깊고 넓게 형성되어 있으므로, 용강의 흐름(도9의 C)을 자연스럽게 유도함으로서 모울드(30) 내에서 용강이 정체되는 것을 방지하게 된다.

따라서, 침지노즐(20)의 외벽부에 슬래그, 개재물과 같은 부착물이 생성되는 것을 방지할 뿐만 아니라 중앙부 흐름을 상승시켜 모울드 파우더가 균일하게 용해될 수 있도록 해준다.

따라서 용강의 평탄한 흐름에 의해 모울드(30) 전체에 걸쳐 균일한 온도 분포가 나타나고 이에 의해 모울드 파우더의 용해가 균일하게 이루어져 목적했던 보온 및 윤활효과를 얻을 수 있다.

이와 같은 본 발명의 침지노즐과 종래의 침지노즐을 1250mm×75mm의 박 슬래브용 몰드에 사용하여 1300t의 용강 주입시간을 450분으로 하여 연속 주조한 결과는 표1과 같았다.

	종래	본 발명
노즐외벽 부착물의 두께(mm)	11.3	0.6
선형 크랙발생율(%)	10.7	0
응고 쉘의 파단 발생율(%)	5	0
블로우 홀 발생율(%)	30	0

상기 표1에 나타낸 바와 같이 본 발명은 모울드 파우더가 균일하게 용융되어 보온 및 윤활 효과에 의해 연속 주조된 박 슬래브의 표면에 선형크랙 또는 블로우 홀(Blow Hole) 등의 발생이 현저히 감소되어 보다 우수한 품질의 박 슬래브를 생산할 수 있는 것이다.

또한 침지노즐 외벽부에 부착 성장되는 개재물의 방지하여 용강의 응고 쉘이 찢어지는 파단률이 감소되므로서 박 슬래브의 생산성을 증가시킬 수 있는 것이다.

이와 같이 본 발명은 침지노즐 배출부의 외측면 중앙에 형성된 유도홈에 의해서 상기 침지노즐과 모울드 사이의 용강 흐름을 하부로 유도하게 되므로 용강의 정체를 방지하여 모울드 파우더가 균일하게 용해되어 보온, 윤활 효과에 의해 슬래브의 품질을 향상시킬 수 있는 특유의 효과가 있다.

또한 본 발명은 모울드 내에서 용강이 정체되는 부분이 없어져 노즐의 외벽부에 슬래그, 개재물과 같은 부착물이 생성되는 것이 방지되므로 노즐의 손상 및 응고 쉘의 파단을 방지할 수 있는 특유의 효과가 있다.

본 발명은 지금까지 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진자는 용이하게 알수 있음을 밝혀두고자 한다.

Claims (5)

1. 턴디쉬(10)로부터 용강이 유입되는 유입부(21);

   상기 유입부(21)로 부터 유입된 용강이 확산, 전이되는 전이부(22); 및,

   상기 전이부(22)로 부터 유입된 용강을 다수 흐름으로 배출시키는 배출부 (23);

   를 포함하여 일체로 구성되고,

   상기 배출부(23)의 외측면에 용강흐름을 원활토록 형성된 유도수단을 더 포함하여 구성된 연속 주조용 침지노즐.
2. 제 1항에 있어서, 상기 배출부(23)는, 하부 양측에 용강 흐름을 2개의 흐름으로 배출시키는 토출구(24)들이 구비되면서 장변측(27)과 단변측(26)을 갖는 장방형으로 형성된 것을 특징으로 하는 연속 주조용 침지노즐.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 배출부(23)에 구비되는 유도수단은, 상기 배출부(23)의 장변측(27) 외측면 중앙에 호 형상으로 형성된 유도홈(28)으로 구성됨을 특징으로 하는 연속 주조용 침지노즐.
4. 제 3항에 있어서, 상기 유도홈(28)은 배출부(23)의 중간부에서 하단부까지 연장되게 형성됨을 특징으로 하는 연속 주조용 침지노즐.
5. 제 3항에 있어서, 상기 유도홈(28)은 하부로 내려가면서 깊고 넓게 형성됨을 특징으로 하는 연속 주조용 침지노즐.

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