KR100982476B1 - Open nozzle assembly of tundish - Google Patents
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Abstract
본 발명은 연속 주조공정에서 사용되는 턴디쉬에 설치된 오픈 노즐 조립체에 관한 것으로서, 전체 높이를 낮춰 열손실을 억제할 수 있는 동시에 설치공간을 절약할 수 있는 턴디쉬의 오픈 노즐 조립체에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 턴디쉬 내에 수용된 용강을 주형에 주입시키기 위한 오픈 노즐 조립체로서, 상기 오픈 노즐 조립체는, 상기 턴디쉬의 바닥에 설치되는 웰 브릭과; 상기 웰 브릭의 하부에 삽입되는 상부 노즐 플레이트와; 상기 상부 노즐 플레이트를 상기 턴디쉬의 바닥에 고정시키기 위한 베이스 플레이트와; 가이드 플레이트를 통하여 상기 상부 노즐 플레이트의 하부에 밀착되는 하부 노즐 플레이트; 를 포함하며, 상기 웰 브릭의 바닥표면에는 오목부가 형성되어 상기 상부 노즐 플레이트가 상기 웰 브릭의 오목부 내에 삽입되어 안착됨으로써, 상기 오픈 노즐 조립체의 전체 높이를 작게 할 수 있는 것을 특징으로 하는 턴디쉬의 오픈 노즐 조립체가 제공된다.
오픈 노즐, 턴디쉬, 웰 브릭, 노즐 플레이트, 삽입
The present invention relates to an open nozzle assembly installed in a tundish used in a continuous casting process, and to an open nozzle assembly of a tundish capable of reducing heat loss by reducing the overall height and at the same time saving installation space.
According to the present invention, an open nozzle assembly for injecting molten steel contained in a tundish into a mold, the open nozzle assembly comprising: a well brick installed at a bottom of the tundish; An upper nozzle plate inserted below the well brick; A base plate for fixing the upper nozzle plate to the bottom of the tundish; A lower nozzle plate in close contact with a lower portion of the upper nozzle plate through a guide plate; And a recess formed in a bottom surface of the well brick such that the upper nozzle plate is inserted into and seated in the recess of the well brick, thereby reducing the overall height of the open nozzle assembly. An open nozzle assembly is provided.
Open nozzle, tundish, well brick, nozzle plate, insert
Description
본 발명은 연속 주조공정에서 사용되는 턴디쉬에 설치된 오픈 노즐 조립체에 관한 것으로서, 전체 높이를 낮춰 열손실을 억제할 수 있는 동시에 설치공간을 절약할 수 있는 턴디쉬의 오픈 노즐 조립체에 관한 것이다.The present invention relates to an open nozzle assembly installed in a tundish used in a continuous casting process, and to an open nozzle assembly of a tundish capable of reducing heat loss by reducing the overall height and at the same time saving installation space.
일반적으로, 턴디쉬(tundish)는 연속주조공정에 있어서 용광로로부터 출탕되어 래이들(ladle) 내에 수용된 용탕을 주형(mould)에 주입하기 전에 임시로 저장하는 용기를 말한다.In general, a tundish refers to a container for temporarily melting a molten metal contained in a ladle in a continuous casting process before injecting the molten metal into a mold.
연속주조공정에 있어서, 도 1에 도시된 바와 같이, 턴디쉬(100)에 수용된 용탕은 오픈 노즐(101)을 통하여 주형(103)에 주입된다. 도 1에는 하나의 오픈 노즐(101)만을 도시하였지만, 턴디쉬(100)의 바닥면에는 복수개의 오픈 노즐이 장착되어 오픈 상태에서 용탕을 주형(103)에 주입하게 된다.In the continuous casting process, as shown in FIG. 1, the molten metal contained in the tundish 100 is injected into the
종래의 오픈 노즐(101)은, 대략 원통형의 노즐 부재를 턴디쉬 블록(혹은 웰 브릭(well brick)) 내에 삽입하여 이루어졌는데, 이와 같이 이루어진 종래의 오픈 노즐(101)은 턴디쉬(100)로부터의 분리 교체작업이 번거롭고 교체에 시간이 많이 소요되는 문제가 있었다.The conventional
그에 따라 오픈 노즐 조립체의 교체작업을 용이하게 수행하는 등의 목적으로 OTNC 시스템(Online Tundish Nozzle Changer System)이라는 노즐 시스템이 제안되어 노즐 마모시 열간에서 오픈 노즐을 즉시 교체할 수 있게 되었다. OTNC 시스템은, 제강의 생산성(연 연주율) 향상, 사용 내화물 및 폐기물의 발생량 감소, 턴디쉬 예열시간 단축에 따른 에너지 절감 등의 장점을 가지는 것으로서, 전 세계적으로 그 적용이 확대되는 추세에 있다.As a result, a nozzle system called an OTNC system (Online Tundish Nozzle Changer System) has been proposed for the purpose of easily replacing the open nozzle assembly, so that the open nozzle can be replaced immediately during hot wear. The OTNC system has advantages such as improved productivity (annual performance) of steelmaking, reduced amount of refractory and waste to be used, and energy savings due to shortened tundish preheating time, and its application is expanding worldwide.
도 2에는 종래의 OTNC 시스템에서 사용되는 오픈 노즐 조립체(110)의 단면도가 도시되어 있다. 도 2에 도시된 종래의 오픈 노즐 조립체(110)는, 턴디쉬 프레임(111)에 설치되는 웰 브릭(112)과, 이 웰 브릭(112)의 하부에 설치되는 상부 및 하부 노즐 플레이트(114, 117)를 포함한다. 상부 노즐 플레이트(114)와 하부 노즐 플레이트(117) 내에는 각각 상부 노즐(121)과 하부 노즐(122)이 삽입되어 있다.2 is a cross-sectional view of an
하부 노즐 플레이트(117) 및 하부 노즐(122)은 일체로 이루어져, 유압 실린더(123)를 통하여 교체 가능하게 구성되어 있다.The
그런데, 도 2에 도시된 바와 같이 구성된 종래의 오픈 노즐 조립체(110)는, 웰 브릭(112)의 평평한 바닥면에 상부 노즐 플레이트(114)가 맞닿아 있는 구조로 이루어지기 때문에, 턴디쉬에서 출강되는 용강이 오픈 노즐 조립체(110) 내에 체류하는 시간이 길어져 열손실에 의한 용강의 냉각을 초래하는 단점을 가지고 있다.However, the conventional
또한 오픈 노즐 조립체(110)가 전체적으로 크고 높아, 턴디쉬 연주대의 높이가 낮은 경우에는 적용하기 어려운 단점을 가지고 있다.In addition, when the
결국 용강의 냉각을 억제하기 위해 쇳물의 온도를 높여야 하는 비효율적 에 너지 운영을 해야 하거나, 또는 노즐 내에 냉각된 용강을 제거하기 위해 조업 중에 산소로 노즐(내화물)을 직접 세척하는 작업을 하여 내화물의 내구성이 저하되게 한다. 또한 턴디쉬 연주대의 높이가 낮아 기존의 제강소에서는 전체 플랜트를 개선하지 않으면 OTNC 시스템의 오픈 노즐 조립체를 적용하기 힘들다.As a result, the durability of refractory materials can be reduced by inefficient energy operation to raise the temperature of molten steel to suppress the cooling of molten steel, or by directly cleaning the nozzle (refractory) with oxygen during operation to remove the molten steel cooled in the nozzle. Causes this to degrade. The low tundish platform also makes it difficult to apply the open nozzle assembly of the OTNC system in existing steelworks without improving the entire plant.
이러한 종래의 문제점들을 해결하기 위한 본 발명은, 오픈 노즐 조립체의 전체 높이를 낮춤으로써 턴디쉬에서 출강되는 용강이 OTNC 시스템의 오픈 노즐 조립체에서 체류하는 시간을 줄여 용강의 냉각을 억제하고, 시스템의 크기를 작게 하여 턴디쉬 연주대의 높이가 낮은 경우에도 적용이 가능하도록 한 턴디쉬 오픈 노즐 조립체를 제공하고자 하는 것이다.The present invention to solve the above problems, by reducing the overall height of the open nozzle assembly, reducing the time the molten steel exiting the tundish in the open nozzle assembly of the OTNC system to suppress the cooling of the molten steel, the size of the system It is to provide a tundish open nozzle assembly that can be applied even when the height of the tundish table is small by making small.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따르면, 턴디쉬 내에 수용된 용강을 주형에 주입시키기 위한 오픈 노즐 조립체로서, 상기 오픈 노즐 조립체는, 상기 턴디쉬의 바닥에 설치되는 웰 브릭과; 상기 웰 브릭의 하부에 삽입되는 상부 노즐 플레이트와; 상기 상부 노즐 플레이트를 상기 턴디쉬의 바닥에 고정시키기 위한 베이스 플레이트와; 가이드 플레이트를 통하여 상기 상부 노즐 플레이트의 하부에 밀착되는 하부 노즐 플레이트; 를 포함하며, 상기 웰 브릭의 바닥표면에는 오목부가 형성되어 상기 상부 노즐 플레이트가 상기 웰 브릭의 오목부 내에 삽입되어 안착됨으로써, 상기 오픈 노즐 조립체의 전체 높이를 작게 할 수 있는 것을 특징으로 하는 턴디쉬의 오픈 노즐 조립체가 제공된다.According to the present invention for achieving the above object, an open nozzle assembly for injecting molten steel contained in a tundish into a mold, the open nozzle assembly comprises: a well brick installed at the bottom of the tundish; An upper nozzle plate inserted below the well brick; A base plate for fixing the upper nozzle plate to the bottom of the tundish; A lower nozzle plate in close contact with a lower portion of the upper nozzle plate through a guide plate; And a recess formed in a bottom surface of the well brick such that the upper nozzle plate is inserted into and seated in the recess of the well brick, thereby reducing the overall height of the open nozzle assembly. An open nozzle assembly is provided.
상기 상부 노즐 플레이트는 외경 치수가 작은 소직경부와 외경 치수가 큰 대직경부로 이루어지며, 상기 소직경부는 상기 웰 브릭의 오목부 내에 삽입되는 것이 바람직하다.The upper nozzle plate is composed of a small diameter portion having a small outer diameter and a large diameter portion having a large outer diameter, and the small diameter portion is preferably inserted into a recess of the well brick.
또한, 상기 상부 노즐 플레이트의 대직경부는 상기 베이스 플레이트 내에 삽입되는 것이 바람직하다.In addition, the large diameter portion of the upper nozzle plate is preferably inserted into the base plate.
상기 상부 노즐 플레이트와 상기 하부 노즐 플레이트 내에는 각각 상부 노즐과 하부 노즐이 삽입되어 있으며, 상기 하부 노즐이 포함된 상기 하부 노즐 플레이트는 유압 실린더를 통하여 교체 가능한 것이 바람직하다.An upper nozzle and a lower nozzle are respectively inserted into the upper nozzle plate and the lower nozzle plate, and the lower nozzle plate including the lower nozzle is preferably replaceable through a hydraulic cylinder.
상술한 바와 같은 본 발명에 의하면, 오픈 노즐 조립체의 전체 높이를 낮춤으로써 턴디쉬에서 출강되는 용강이 OTNC 시스템의 오픈 노즐 조립체에서 체류하는 시간을 줄여 용강의 냉각을 억제하고, 시스템의 크기를 작게 하여 턴디쉬 연주대의 높이가 낮은 경우에도 적용이 가능하도록 한 턴디쉬 오픈 노즐 조립체가 제공될 수 있다.According to the present invention as described above, by reducing the overall height of the open nozzle assembly, the molten steel exiting the tundish reduces the time to stay in the open nozzle assembly of the OTNC system to suppress the cooling of the molten steel, to make the size of the system small A tundish open nozzle assembly may be provided that enables application even when the height of the tundish table is low.
본 발명의 턴디쉬 오픈 노즐 조립체에 의하면, 종래에 비해 제강 생산량의 향상뿐만 아니라 강 품질의 향상을 가능하게 할 수 있으며, 원가를 절감할 수 있고, 내화물의 내구성을 증대시킬 수 있게 된다.According to the tundish open nozzle assembly of the present invention, it is possible to improve not only the steel production, but also the steel quality, the cost, and the durability of the refractory material.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 턴디쉬 오픈 노즐 조립체를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 도 3에는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, OTNC 시스템에서 사용되는 오픈 노즐 조립체(10)의 단면도가 도시되어 있다.Hereinafter, a tundish open nozzle assembly according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. 3 is a cross-sectional view of an
OTNC 시스템(Online Tundish Nozzle Changer System)(혹은 Open Nozzle Quick Change System)은 턴디쉬(tundich)에서 사용되는 노즐 시스템 중 하나로서, 노즐 마모시 열간에서 오픈 노즐을 즉시 교체할 수 있는 기술이다. OTNC 시스템은, 제강의 생산성(연 연주율) 향상, 사용 내화물 및 폐기물의 발생량 감소, 턴디쉬 예열시간 단축에 따른 에너지 절감 등의 장점을 가지는 것으로서, 전 세계적으로 그 적용이 확대되는 추세에 있다.The OTNC system (Online Tundish Nozzle Changer System) (or Open Nozzle Quick Change System) is one of the nozzle systems used in tundich, which allows the open nozzle to be replaced immediately during hot wear. The OTNC system has advantages such as improved productivity (annual performance) of steelmaking, reduced amount of refractory and waste to be used, and energy savings due to shortened tundish preheating time, and its application is expanding worldwide.
그 밖에도, OTNC 시스템은, 신속하고 안전한 주입정지가 가능하다는 점, 장시간의 연속주입이 가능하다는 점, 내화물 및 에너지의 절감이 가능하다는 점, 생산량의 증대가 가능하다는 점, 턴디쉬 용강 레벨과 주입속도의 적정화를 달성할 수 있다는 점, 노즐 지름을 자유롭게 변경할 수 있다는 점, 원격 작업 및 작동주입 개시가 가능하다는 점, 몰드 주변 작업성이 개선된다는 점 등 많은 장점을 가지는 것이다.In addition, the OTNC system enables rapid and safe injection stops, long continuous injections, reduced refractory and energy savings, increased production, tundish molten steel levels and injections. It has many advantages, such as being able to achieve an optimum speed, freely changing the nozzle diameter, being able to start remote operation and injection, and improving workability around the mold.
도 3에 도시된 본 발명의 오픈 노즐 조립체(10)는, 턴디쉬 프레임(11), 즉 턴디쉬의 바닥에 설치되는 웰 브릭(12)과, 이 웰 브릭(12)의 하부에 설치되는 상부 노즐 플레이트(14)와, 이들 상부 노즐 플레이트(14)를 턴디쉬 프레임(11)에 고정시키기 위한 베이스 플레이트(18)와, 가이드 플레이트(19)를 통하여 상부 노즐 플레이트(14)의 하부에 밀착되는 하부 노즐 플레이트(17)를 포함한다.The
상부 노즐 플레이트(14)와 하부 노즐 플레이트(17) 내에는 각각 상부 노즐(21)과 하부 노즐(22)이 삽입되어 있으며, 하부 노즐(22)이 포함된 하부 노즐 플레이트(17)는 유압 실린더(23)를 통하여 교체 가능하게 구성되어 있다.The
바람직하게, 웰 브릭(12)은 Al2O3-C 재질로 만들어지고, 상부 및 하부 노즐 플레이트(17)는 고강도 치밀질 캐스터블, 상부 및 하부 노즐(22)은 안정화 ZrO2 재질로 만들어진다. 또한, 웰 브릭(12)과 상부 노즐 플레이트(14) 사이에는 고점성 액상 모르타르가 시트상으로 개재되는 것이 바람직하다.Preferably, the
본 발명의 OTNC 시스템의 오픈 노즐 조립체(10)에 따르면, 노즐 마모로 인하여 하부 노즐 플레이트(17)의 수명이 다했을 경우, 유압 실린더(23)를 이용하여 하부 노즐 플레이트(17)를 새것으로 즉시 교체하여 사용할 수 있다. 또한, 경우에 따라서는 블랭크 플레이트(blank plate)(도시생략)를 사용하여 턴디쉬에서 주형으로 주입되는 용강을 차단할 수 있다.According to the
한편, 미끄럼 접촉되는 상부 노즐 플레이트(14)의 바닥면과 하부 노즐 플레이트(17)의 상부면은, 레버 및 스프링 등의 면압 유지수단(도시생략)에 의해 일정한 압력으로 밀착되고 있으며, 그에 따라 용강이 그 사이로 흘러나오지 않는다.On the other hand, the bottom surface of the
종래에는 상부 노즐 플레이트(14)의 대부분이 베이스 플레이트(18) 내에 삽입되어 있는 상태에서, 웰 브릭(12)의 하부표면에 상부 노즐 플레이트(14)의 상부표면이 단순히 일평면 상에서 맞닿아 있었다.Conventionally, the upper surface of the
하지만 본 발명에 따르면, 상부 노즐 플레이트(14)의 상부일부가 웰 브릭(12) 내에 삽입되어 압착됨으로써 웰 브릭(12)에 의해 둘러싸이도록 구성된다. 즉, 상부 노즐 플레이트(14)는 외경 치수가 작은 소직경부(16)와 외경 치수가 큰 대직경부(15)로 이루어지는데, 상부 노즐 플레이트(14)의 소직경부(16)는 웰 브릭(12)의 바닥표면에 형성되는 오목부(13) 내에 삽입됨으로써 상부 노즐 플레이 트(14)의 소직경부(16)가 웰 브릭(12)에 의해 둘러싸이게 된다.However, according to the present invention, the upper portion of the
또한, 상부 노즐 플레이트(14)의 하부일부, 즉 대직경부(15)는 베이스 플레이트(18) 내에 삽입됨으로써 베이스 플레이트(18)에 의해 둘러싸이도록 구성된다.In addition, the lower portion of the
이와 같이 본 발명의 경우, 베이스 플레이트(18)는 상부 노즐 플레이트(14)의 대직경부(15)만을 둘러싸고 있으므로, 종래에 비해 그 두께가 얇아질 수 있다. 따라서, 본 발명에 의하면, 대략 상부 노즐 플레이트(14)의 소직경부(16)가 웰 브릭(12) 내에 삽입되는 높이만큼 오픈 노즐 조립체(10)의 전체 높이가 낮아질 수 있게 된다.As described above, in the case of the present invention, since the
오픈 노즐 조립체(10)의 전체 높이가 낮아짐에 따라, 용강의 열손실을 억제할 수 있으며, 턴디쉬 연주대의 높이가 낮은 경우에도 OTNC 시스템의 적용을 용이하게 할 수 있다.As the overall height of the
경우에 따라서는, 오픈 노즐 조립체에 단열성을 확보할 수 있도록 단열성을 가진 내화물을 1단 더 추가하여 용강의 냉각을 억제하는 방법도 가능하다.In some cases, a method of suppressing cooling of molten steel by adding one more step of a refractory having heat insulation to ensure heat insulation in the open nozzle assembly is also possible.
이상과 같이 본 발명에 따른 턴디쉬 오픈 노즐 조립체를, 예시된 도면을 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 이상에서 설명된 실시예와 도면에 의해 한정되지 않으며, 특허청구범위 내에서 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자들에 의해 다양한 수정 및 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다.As described above, the tundish open nozzle assembly according to the present invention has been described with reference to the illustrated drawings, but the present invention is not limited to the embodiments and drawings described above, and the present invention belongs to the claims. Of course, various modifications and variations can be made by those skilled in the art.
도 1은 턴디쉬를 이용한 연속주조공정을 설명하기 위한 도면, 1 is a view for explaining a continuous casting process using a tundish,
도 2는 종래의 OTNC 시스템에서 사용되는 오픈 노즐 조립체의 단면도, 그리고2 is a cross-sectional view of an open nozzle assembly used in a conventional OTNC system, and
도 3은 본 발명에 따른 OTNC 시스템에서 사용되는 오픈 노즐 조립체의 단면도이다.3 is a cross-sectional view of an open nozzle assembly for use in an OTNC system in accordance with the present invention.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>Description of the Related Art
10 : 오픈 노즐 조립체 11 : 턴디쉬(tundish) 프레임10
12 : 웰 브릭(well brick) 13 : 오목부12: well brick 13: recess
14 : 상부 노즐 플레이트 15 : 대직경부14: upper nozzle plate 15: large diameter portion
16 : 소직경부 17 : 하부 노즐 플레이트16: small diameter part 17: lower nozzle plate
18 : 베이스 플레이트 19 : 가이드 플레이트18: base plate 19: guide plate
21 : 상부 노즐 22 : 하부 노즐21: upper nozzle 22: lower nozzle
23 : 유압 실린더23: hydraulic cylinder
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