KR100963733B1 - 턴디쉬용 침지 노즐 - Google Patents

Abstract

본 발명은 턴디쉬용 침지 노즐에 관한 것으로 하단부가 막힌 관형상으로 턴디쉬(1)의 출강구에 돌출되게 구비되며 연속 주조용 몰드(2) 내로 삽입되는 하부 측면에 복수의 토출구(2a)가 형성된 노즐 본체부(10)와, 상기 노즐 본체부(10)의 하부에서 상부로 갈수록 단면이 점차 작아지는 형상으로 돌출되며, 외주면에 나선형 가이드부(21)가 형성된 가이드 돌기부(20)를 포함한 것이다.

본 발명은 상기 가이드 돌기부(20)의 나선형 가이드부(21)가 턴디쉬(1)에서 몰드(2)로 용강(4)이 유입될 때 자연스러운 와류를 형성하여 몰드 슬래그(5)와 용강(4) 내에 포함된 이물질이 부상될 수 있는 충분한 시간을 확보하여 연주 작업 시 용강(4) 내에 불순물의 유입을 최소화하고, 연주 작업으로 제조되는 주편의 품질을 향상시키는 효과가 있는 것이다.

또한 본 발명은 몰드(2)로 용강이 유입될 때 시간을 지연시켜 몰드(2) 내의 용강(4)과, 몰드(2) 내로 투입되는 용강(40의 온도 차이를 최소화하여 용강(4)이 몰드(2) 내부로 유입될 때 발생하는 초기 응고로 인한 주편 결함 발생을 방지할 수 있는 효과가 있는 것이다.

Description

턴디쉬용 침지 노즐{Submerged Nozzle for Tundish}

본 발명은 턴디쉬용 침지 노즐에 관한 것으로 더 상세하게는 침지 노즐을 통해 몰드 내로 배출되는 용강 내에 이물질이 혼입되는 것을 최소화하도록 발명된 것이다.

일반적으로, 연속 주조기는 제강로에서 생산되어 레들(ladle)로 이송된 용강을 턴디쉬(turndish)에 받았다가 연속 주조기용 몰드로 공급하여 일정한 형상의 주편 즉, 압연용 반제품을 생산하는 설비이다.

상기 연속 주조기는 용강을 저장하는 레들과, 턴디쉬 및 상기 턴디쉬에서 출강되는 용강을 최초 냉각시켜 임의의 형상을 가지는 주물으로 형성하는 연속 주조기용 몰드와, 상기 연속 주조기용 몰드에 연결되어 연속 주조기용 몰드에서 형성된 주물을 이동시키면서 냉각하고, 압하하는 냉각장치를 포함한다.

즉, 상기 레들과 턴디쉬에서 출강된 용강은 연속 주조기용 몰드에서 소정의 폭과 두께를 가지는 슬라브(Slab) 또는 블룸(Bloom), 빌렛(Billet) 등의 주편으로 형성되며, 상기 주편은 몰드 내에서 1차 냉각된 후 냉각장치의 냉각대를 따라 이동하면서 냉각수가 분사되면서 2차 냉각되어 몰드에서 형성된 형상을 유지하면서 이 송되는 것이다.

한편, 도 1에서 도시한 바와 같이 상기 턴디쉬(1)는 하부에 용강(4)을 배출하여 몰드(3)로 출강시키는 출강구가 구비되며, 출강구에는 몰드(3)로 연장되어 용강(4)을 배출하는 침지 노즐(2)이 구비된다.

상기 침지 노즐(2)은 몰드(3) 내로 임의의 길이로 삽입되어 몰드(3) 내로 채워지는 용강(4)에 침지되는 것으로, 하부 측면에 형성된 복수의 토출구(2a)를 통해 몰드(3) 내로 용강(4)을 토출하는 것이다.

그리고 상기 몰드(3) 내부에는 연속 주조 시 주조시작과 함께 용강(4) 위로 몰드 슬래그(5)가 투입된다. 몰드 슬래그(5)는, 강의 연속주조 조업에서 사용하는 합성 슬래그로 첫째 주편의 윤활기능, 둘째 주편에서 몰드(3)로의 열전달 제어, 셋째 용강(4) 표면의 보온, 넷째 용강(4)의 재산화 방지, 다섯째 용강(4) 중 이물질의 흡수 등의 목적으로 투입되어, 연속주조를 가능하게 할 뿐 아니라 품질이 양호한 주편을 생산하게 하는 매우 중요한 기능을 수행한다.

또한 연와 벽체는 용강(4)의 고온으로부터 턴디쉬(1)의 본체를 보호하기 위한 것으로, 고온에 강한 내화물로 제조된 내화 연와를 축조하여 턴디쉬(1) 본체의 안쪽 내측면 및 바닥면을 커버하는 것이다.

그러나 종래의 침지 노즐(2)은 하부 측면에 형성된 복수의 토출구(2a)를 통해서 몰드(3)의 내측면 측을 향해 용강(4)을 토출시키는데, 토출된 용강(4)은 몰드(3)의 내측면을 따라 바로 낙하되면서 흐르게 되므로 몰드 슬래그(5)의 부상 시간을 확보하지 못해 몰드 슬래그(5)가 용강(4) 내로 혼입되게 되는 문제점이 있 었던 것이다.

또한 용강(4) 내에 포함된 별도의 이물질이 몰드(3) 내에서 부상되는 시간을 확보하지 못하는 문제점이 있었던 것이다.

상기한 바와 같이 용강(4) 내로 혼입되는 몰드 슬래그(5)와, 용강(4) 내에 포함된 이물질은 연속 주조로 제조되는 주편에 결함을 발생시켜 제품의 품질을 저하시키는 폐단이 있었던 것이다.

특히, 연주 작업 시 작업 조건 이상 등이 발생하면, 용강(4) 내의 이물질이 외부로 유출되지 못하여 연주 제품, 즉, 주편에 결함이 발생시키고, 몰드(3) 내에서 침지 노즐(2)의 편심으로 탕면이 불안정해지고, 편류가 발생하면 용강(4) 내로 몰드 슬래그(5)가 혼입되는 양이 증대되어 연주 제품, 즉, 주편에 결함을 발생시키는 일이 빈번히 발생하였던 것이다.

본 발명의 목적은 몰드 내에서 토출되는 용강의 흐름을 안정화시켜 몰드 슬래그 및 용강 내의 이물질이 부상될 수 있는 충분한 시간을 확보할 수 있도록 하는 턴디쉬용 침지 노즐을 제공하는 데 있다.

이러한 본 발명의 과제는 하단부가 막힌 관형상으로 턴디쉬의 출강구에 돌출되게 구비되며 연속 주조용 몰드 내로 삽입되는 하부 측면에 복수의 토출구가 형성된 노즐 본체부와;

상기 노즐 본체부의 하부에서 상부로 갈수록 단면이 점차 작아지는 형상으로 돌출되며, 외주면에 나선형 가이드부가 형성된 가이드 돌기부를 포함한 턴디쉬용 침지 노즐을 제공함으로써 해결되는 것이다.

본 발명은 턴디쉬에서 몰드로 용강이 유입될 때 자연스러운 와류를 형성하여 몰드 슬래그와 용강 내에 포함된 이물질이 부상될 수 있는 충분한 시간을 확보하여 연주 작업 시 용강 내에 불순물의 유입을 최소화하고, 연주 작업으로 제조되는 주편의 품질을 향상시키는 효과가 있는 것이다.

또한 본 발명은 몰드로 용강이 유입될 때 시간을 지연시켜 몰드 내의 용강과, 몰드 내로 투입되는 용강의 온도 차이를 최소화하여 용강이 몰드 내부로 유입될 때 발생하는 초기 응고로 인한 주편 결함 발생을 방지할 수 있는 효과가 있 는 것이다.

본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명의 구성을 도시한 일부 절결 사시도로서, 원통 형상으로 형성된 노즐 본체부의 하부에 원뿔 형상으로 외주면에 나선형 가이드홈이 형성된 용강 가이드부가 돌출된 것을 나타내고 있다.

도 3은 본 발명의 사용 상태를 도시한 개략도로서, 턴디쉬의 출강구에 장착되어 연속 주조용 몰드 내로 용강을 유입시키는 예를 나타내고 있다.

도 4는 본 발명의 작동 상태도로서, 본 발명의 원뿔 형상의 가이드 돌기부로 부터 형성되는 용강의 토출 흐름을 개략적으로 나타내고 있다.

이하, 도 1에서 도시한 바와 같이 본 발명인 턴디쉬용 침지 노즐(2)의 노즐 본체부(10)는 원통의 관형상으로 형성되며, 상단부가 턴디쉬(1)의 출강구에 연통되고, 하단부가 밀폐된 구조를 가진다.

또 상기 노즐 본체부(10)는 턴디쉬(1)의 출강구에서 연속 주조용 몰드(3) 내로 연장되는 길이를 가지도록 형성되어 하부의 일부가 연속 주조용 몰드(3) 내로 삽입되어 몰드(3) 내로 채워지는 용강(4)에 의해 삽입된 일부가 침지되며, 침지된 하부 측면에는 용강(4)이 토출되는 복수의 토출구(2a)를 구비한다.

상기 노즐 본체부(10)의 내부에는 하단부를 막는 하부면의 상부로 가이드 돌출부(20)가 돌설된다.

상기 가이드 돌출부(20)는 하부에서 상부로 갈수록 단면이 점차 작아지는 형상으로 돌출되며, 외주면에 나선형 가이드부(21)가 형성된 것이다.

또한 상기 가이드 돌출부(20)는 원뿔 형상으로 돌출되어 노즐 본체부(10)를 통해 턴디쉬(1)로부터 낙하되는 용강(4)을 원으로 회전되도록 안내하여 와류를 형성하는 것이 바람직하다.

상기 가이드 돌출부(20)는 상기 노즐 본체부(10)의 하부면에 일체로 돌출되게 형성될 수 있으며, 별도로 제조되어 노즐 본체부(10)의 하부에 결합되어 장착될 수도 있는 것이다.

또 상기 나선형 가이드부(21)는 가이드 돌출부(20)의 외주면에 연속된 나선형으로 돌출된 나선형 돌기로 형성될 수도 있으며, 가이드 돌출부(20)의 외주면에 연속된 나선형으로 파여지는 나선형 홈으로 형성될 수도 있는 것이다.

한편, 상기 노즐 본체부(10)는 도 3에서 도시한 바와 같이 턴디쉬(1)의 출강구에 구비되며 연속 주조용 몰드(3)의 내부로 하단부가 일부 삽입되어 사용되는데, 하부의 토출구(2a)가 연속 주조용 몰드(3)의 내부로 위치되게 삽입되어 사용되는 것이다.

턴디쉬(1)는 레들(미도시)로부터 용강(4)을 공급받은 후 상기 노즐 본체부(10)의 토출구(2a)를 통해 연속 주조용 몰드(3) 내부로 용강(4)을 유입시키는 것으로, 용강(4)은 연속 주조기용 몰드(3)로 연속적으로 주입되면서, 연속 주조기용 몰드(3) 내에서 냉각되어 일정 형상을 가지는 슬라브(Slab) 또는 블룸(Bloom), 빌렛(Billet) 등의 주편으로 배출되는 것이다.

그리고, 연속 주조 공정은 연속 주조용 몰드(3)의 하부를 막은 상태에서 노즐 본체부(10)의 토출구(2a)를 통해 용강(4)을 연속 주조용 몰드(3) 내부로 일정량 이상으로 채운 후 연속 주조용 몰드(3)를 개방하고, 노즐 본체부(10)의 토출구(2a)를 통해 용강(4)을 연속적으로 공급하면서 이루어지게 되는데, 주편의 윤활기능, 주편에서 몰드(3)로의 열전달 제어, 용강(4)표면의 보온, 용강(4)의 재산화 방지, 용강(4) 중 이물질의 흡수 등의 목적으로 연속 주조 공정의 시작과 함께 용강(4) 위로 몰드 슬래그(5)가 투입되는 것이다.

상기 연속 주조 공정에서 용강(4)은 노즐 본체부(10)의 토출구(2a)를 통해 토출되어 연속 주조용 몰드(3) 내부로 연속적으로 공급되는데, 이때 용강(4)의 흐름은 도 4에서 도시한 바와 같이 가이드 돌출부(20)의 나선형 가이드부(21)에 의해 나선형으로 안내되면서 토출구(2a)를 통해 배출되는 것이다.

용강(4)의 흐름은 상기한 바와 같이 나선형 가이드부(21)에 의해 나선형으로 안내되면서 와류를 형성하고, 형성된 와류는 가이드 돌출부(20)의 경사면을 타고 토출구(2a)로 토출된 용강(4)을 반대편 토출구(2a)로 안내하여 토출시키는 역할을 하여 토출구(2a)를 통해 연속 주조용 몰드(3) 내로 유입되어 용속 주조용 몰드(3) 내의 용강(4)의 유속을 느리게 하는 것이다.

상기 용강(4)의 유속이 토출구(2a) 주면에서 발생하는 와류로 인해 느려지므로, 용강(4)의 상부로 투입되어 부상되어 있는 몰드 슬래그(5)가 용강(4)에 포함되어 배출되지 않게 되며, 용강(4) 내의 이물질, 즉 이물질이 용강(4)의 상부로 부상될 수 있는 시간과, 몰드 슬래그(5)로 흡수될 수 있는 시간을 확보할 수 있게 되는 것이다.

또한, 용강(4)의 유속이 느려, 연속 주조용 몰드(3) 내에서 용강(4)이 응고되는 초기 응고 시간을 지연시켜 용강(4)이 연속 주조용 몰드(3) 내에서 충분히 응고된 후 배출되도록 하여 연속 주조 작업 시 주편의 형상이 변형되고, 파손되는 사고를 방지할 수 있는 것이다.

본 발명은 상기한 실시 예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지에 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있으며 이는 본 발명의 구성에 포함됨을 밝혀둔다.

도 1은 종래의 턴디쉬와 침지 노즐을 도시한 개략도

도 2는 본 발명의 구성을 도시한 일부 절결 사시도

도 3은 본 발명의 사용 상태를 도시한 개략도

도 4는 본 발명의 작동 상태도

*도면 중 주요 부호에 대한 설명*

1 : 턴디쉬 2 : 침지 노즐

3 : 몰드 4 : 용강

5 : 몰드 슬래그 10 : 노즐 본체부

20 : 가이드 돌출부 21 : 나선형 가이드부

Claims (4)

1. 하단부가 막힌 관형상으로 턴디쉬의 출강구에 돌출되게 구비되며 연속 주조용 몰드 내로 삽입되는 하부 측면에 복수의 토출구가 형성된 노즐 본체부와;

   상기 노즐 본체부의 하부에서 상부로 갈수록 단면이 점차 작아지는 형상으로 돌출되며, 외주면에 나선형 가이드부가 형성된 가이드 돌기부를 포함한 것을 특징으로 하는 턴디쉬용 침지 노즐.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 가이드 돌기부는 원뿔 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 턴디쉬용 침지 노즐.
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

   상기 나선형 가이드부는 가이드 돌기부의 외주면에 연속된 나선형으로 돌출되는 나선형 돌기로 형성되는 것을 특징으로 하는 턴디쉬용 침지 노즐.
4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

   상기 나선형 가이드부는 가이드 돌기부의 외주면에 연속된 나선형으로 파여지는 나선형 홈으로 형성되는 것을 특징으로 하는 턴디쉬용 침지 노즐.

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