KR101062953B1

KR101062953B1 - 침지노즐

Info

Publication number: KR101062953B1
Application number: KR1020040060930A
Authority: KR
Inventors: 유재응; 최욱
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2004-08-02
Filing date: 2004-08-02
Publication date: 2011-09-06
Also published as: KR20060012181A

Abstract

본 발명에 의한 침지노즐은, 연속주조 공정에서 침지노즐 내부로 개재물이 부착됨을 방지하여 노즐막힘을 효과적으로 방지하는 화학적 물성인 B₂O₃가 첨가되는 내부 중공체와 상기 내부 중공체의 외주를 둘러싸는 형상으로 소정간격 이격되어 결합되는 외부 중공체를 포함하는 구성에 따라 침지노즐을 제조하고, 이에 따라 상기 침지노즐의 내부 중공체와 외부 중공체 사이로 불활성 가스가 주입될 수 있도록 슬릿 형상의 관이 형성됨으로써, 연속주조 공정 시 발생되는 노즐막힘을 효율적으로 방지하여 원가절감과 품질향상을 도모하고, 제반 연주 작업의 안정을 꾀할 수 있다는 장점이 있다.

침지노즐, 개재물, 용강, 내화물, 노즐막힘, 아르곤 가스, 연속 주조.

Description

침지노즐 {Submerged nozzle}

도 1은 주편 생산을 위한 연속주조 공정에 사용되는 종래의 침지노즐을 보여준다.

도 2는 본 발명에 의한 침지노즐의 구성을 보여준다.

도 3은 본 발명에 의한 침지노즐에서의 개재물 최소 크기에 관한 이론적 검증을 보여준다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100 : 침지노즐 102 : 토출구

110 : 내부 중공체 120 : 외부 중공체

130 : 슬릿 형상의 관 140 : 연결관

본 발명은 연속주조용 침지노즐에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 연속주조 공정에서 발생되는 노즐막힘을 효과적으로 방지하는 화학적 물성인 B₂O₃가 함유되어 제조되고, 노즐 내부로 Ar을 주입할 수 있도록 형성되는 슬릿 형상의 관이 구비되는 연속주조용 침지노즐에 관한 것이다.

연속주조공정(continuous casting process)은 정련과정을 마친 용강이 담겨지는 레이들(ladle)에서 롱노즐(long nozzle)을 통해 턴디쉬(tundish)로 용강이 주입되고, 턴디쉬에 일시 저장된 용강이 턴디쉬와 주형(mold)사이에 위치되는 용강 전달장치(delivery system)를 거쳐 주형에 주입되며, 주형에서의 1차 냉각, 주형하부에서의 2차 냉각을 거쳐 완전 응고시킴에 따라 빌렛(billet), 블룸(bloom), 빔블랭크(beam blank), 슬래브(slab)와 같은 주편을 생산하는 일련의 공정을 말한다.

연속주조 공정에서 주조가 진행될 때, 턴디쉬(10)로부터 침지노즐(30)로 이동되는 용강(50) 중에 존재하는 개재물(non-metallic inclusion)은 노즐벽에 부착되어 노즐막힘(nozzle clogging)을 일으키게 되는 바, 이러한 노즐막힘은 상부노즐 입구, 슬라이드게이트 장치 상부, 침지노즐 내부 및 토출구(32)에 주로 일어난다. 노즐막힘이 발생하면 턴디쉬(10)부터 주형간 유량의 통로가 작아져 필요한 주조속도에 요구되는 유량을 만족하지 못하므로 주속을 감소시켜 감속조업을 하거나, 주조를 중단하여 노즐(30)을 교환하여야 한다. 또한, 노즐막힘은 연연주비(sequential casting ration)를 감소시켜 생산성을 낮게 하고, 노즐교환 및 턴디쉬(10) 교환 등에 따르는 비용을 상승시키며, 또한 불균일한 노즐막힘에 의해 침지노즐 토출구(32)에서 토출되는 용강(50) 양이 달라지게 되므로 주형 내 편류가 발생 되어 주형 내 불균일 응고의 원인이 될 수 있다.

한편, 턴디쉬(10) 한쪽 토출구(32)로의 집중적인 용강(50) 토출은 응고층을 재용융(remelting)시켜 응고층 터짐(break-out)을 발생시킬 수 있고, 몰드 내 편류 등에 의해 탕면 불안정이 발생할 수 있으며, 이에 의해 주형 탕면에 존재하는 파우더층(mold flux)의 혼입을 일으킬 수 있다. 노즐막힘이 발생되면 봉쑤심(poking)을 실시하게 되는 바, 봉쑤심에 의해 탈락된 개재물(40)이 주형내로 혼입되어 응고층에 포집될 경우 주편 결함을 유발하게 된다는 문제점이 있었다.

노즐막힘 문제를 개선하기 위한 종래의 기술 중 하나로 용강(50)의 청정도를 향상시키는 방법이 제시된 바, 이는 용강(50) 중에 존재하는 개재물(40) 자체를 제거하려는 노력으로 레이들 정련에서 진공 탈가스 처리를 하거나, 레이들로부터 주형으로 용강(50)이 이동할 때 용강(50)의 재산화를 방지하는 것이다. 용강(50)의 재산화를 방지하는 방법에는 레이들과 턴디쉬(10)의 연결부를 공기로부터 차폐시키거나, 턴디쉬(10)와 주형사이에서 내화물 연결부위를 통한 공기흡입을 억제하거나, 턴디쉬(10)에서 나탕(naked steel)의 발생을 억제하거나, 턴디쉬(10) 내에 개재물 제거용 용강 유동 제어장치를 설계하여 개재물의 부상을 촉진하거나 레이들 연결시 침적개공(submerged pouring)을 실시하여 턴디쉬 슬래그의 혼입을 억제하는 방법 등이 있다. 레이들 정련에서는 아르곤 교반을 하는 것 보다 진공 탈 가스 처리하는 것이 청정도를 향상시킬 수 있으며, 또한 레이들-턴디쉬간 침적개공, 턴디쉬 탕면 차폐, 내화물 연결부위 누기(leak) 차단 등에 의해 용강이 산소에 노출되는 것을 감소시킬 수 있어 강의 청정도를 향상시킬 수 있다.

여과를 이용하여 용강의 청정도를 향상시키는 방법으로 노즐막힘을 줄이고자 할 경우는 필터의 오리피스(orifice) 크기가 중요한 인자로서 작용되는 바, 오리피스의 크기가 증가될수록 여과효율은 감소한다. 노즐막힘에서와 마찬가지로 여과에 의한 개재물 포집은 용강의 속력이 클 때 개재물 포집이 용이하게 되며, 구심력에 의해 개재물 포집이 일어나므로 개재물의 크기가 클 때 포집이 용이하다. 그러나 필터링은 고청정강에서 사용되지만 그 효율에 의해 사용수명이 제한된다. 즉, 오리피스가 작으면 개재물 포집의 효율은 좋지만 구멍이 빨리 막히게 되고, 오리피스 내경을 키우면 막힘이 발생하는 시간이 증가하지만 개재물 제거의 효율은 감소하게 된다.

노즐막힘 문제를 개선하고자한 다른 종래의 기술로는 노즐에 개재물의 부착을 억제하는 것이다. 이중 가장 통상적인 방법은 상부노즐 및 침지노즐을 통해 아르곤 가스를 취입하여 노즐벽과 용강사이에 기포 막(gas curtain)을 발생시켜 개재물이 노즐벽에 부착되는 것을 억제하는 것이다. 또한 용강에 Ca처리를 하여 비금속개재물의 대부분을 차지하고 있는 알루미나가 액상으로 존재하게 하는 것이다. 노즐에 개재물의 부착을 억제하려는 다른 방법중의 하나는 내화물의 재질을 변경하는 것이다. 내화물에 ca를 첨가하여 부착된 알루미나를 액상화하거나, 보론 나이트라이드(boron nitride)를 첨가하는 것이다. 그러나 노즐재질을 변경하는 방법은 그 기구가 불명확하여 확실한 대안이 되지 못하였다. 개재물 부착을 억제하는 다른 방법은 노즐표면에 미세 지르코니아를 코팅하여 내화물 거칠기를 개선하거나, 내화물의 열전도 도를 감소시켜 노즐내벽에 용강이 응고되어 부착되는 것을 억제하는 것 등이 있다.

노즐막힘 문제를 개선하고자 한 또 다른 종래의 기술은 외부장치를 도입하는 것이다. 즉 침지노즐 주위를 단열시켜 노즐표면에 용강이 응고되어 부착되는 것을 방지하거나, 턴디쉬와 주형사이에 개재물 부상을 위한 버퍼를 설치하거나, 전자기장을 이용하여 개재물이 노즐벽에 부착되는 것을 억제하거나, 턴디쉬와 주형사이에 흐르는 용강에 소용돌이 회전류(swirl flow)를 유도하여 개재물이 흐름의 중심부를 따라 흐르도록 유도하는 것이다.

노즐막힘 문제를 개선하고자 한 또 다른 종래의 기술로서 노즐의 형상을 변경하는 방법이 있다. 이 방법은 가장 적극적으로 접근되는 방법중의 하나로서 내화물 연결부위를 통한 공기흡입을 억제하기 위해 내화물 연결부위에 연결부 밀폐성을 개선하거나, 침지노즐 내부에 단차(step)를 도입하거나, 침지노즐 내부 바닥형상을 개선하는 것 등이다. 또한 노즐막힘이 발생할 때 신속교환장치인 GTC(gate tube changer)를 사용하여 침지노즐을 교환하는 방법도 채택되고 있다. 또한 내화물 연결부위간 정렬을 개선하여 연결부위의 어긋남(misalignment)에 의해 발생되는 분리유동을 억제하는 노력이 지속되고 있다. 또한 턴디쉬와 주형간의 용강 이동 통로인 내화물의 내경을 확대하는 방법도 채택되고 있다.

그러나, 상기와 같은 여러 가지 종래의 기술들은 노즐막힘 문제를 해결하는데 있어서, 주편 결함 발생율 또는 조업 시간 단축 등과 같은 다른 인자들 중 하나 이상의 인자에 좋지 않은 영향을 주는 경우가 있을 수 있고, 또한 근본적으로 노즐막힘 문제를 해결하는데 있어서도 한계가 있었다.

본 발명은 상기 전술한 문제점을 해소하고자 안출된 것으로서, 연속주조 공정에서 침지노즐 내부로 개재물이 부착됨을 방지하여 노즐막힘을 효과적으로 방지하는 화학적 물성인 B₂O₃가 첨가되는 내부 중공체와 외부 중공체를 포함하는 구성에 따라 침지노즐을 제조하고, 상기 침지노즐 내부로 불활성 가스가 주입될 수 있도록 슬릿 형상의 관이 형성됨으로서, 연속주조 공정 시 발생되는 노즐막힘을 효율적으로 방지하여 원가절감과 품질향상을 도모하고, 제반 연주 작업의 안정을 꾀하는데 목적이 있다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 침지노즐은 내부가 중공되는 관 형상으로 형성되어 하단 외주면 일부가 관통되는 토출구를 포함하는 침지노즐에 있어서, F.C+SiC, Al₂O₃, SiO₂ 및 B₂O₃가 함유되는 내화물로 구성되는 내부 중공체와; 상기 내부 중공체의 외주에 결합되는 외부 중공체로 이루어지는 것을 포함한다.

또한, 상기 내부 중공체와 외부 중공체는, 상기 내부 중공체와 외부 중공체 사이에 슬릿 형상의 원통형 관이 형성되도록 일정간격 이격되어 이루어지는 것을 포함하며, 상기 내부 중공체는 상기 외부 중공체의 상단 일단부부터 하단 말단부까지 연장되어 이루어지는 것을 포함한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 개재물 부착 방지 효과가 우 수한 침지노즐을 상세하게 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명에 의한 침지노즐의 구성을 보여준다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 침지노즐(100)은 주형 내부로 용강이 토출되도록 내부가 중공되는 관 형상으로 형성되고, 하단 외주면 일부가 관통되어 형성되는 토출구를 포함하며, F.C+SiC, Al₂O₃, SiO₂ 및 B₂O ₃가 함유되는 내화물로 구성되는 관 형상의 내부 중공체(110)와, 불활성 가스(바람직하게는 Ar 가스)가 취입되는 통로의 역할을 하는 슬릿 형상의 관(130)이 형성되도록 상기 내부 중공체(110)의 외주에 일정간격 이격되는 상태로 결합되는 외부 중공체(120)를 포함하여 구성된다. 상기 내부 중공체(110)와 외부 중공체(120) 사이의 공간에 연결되어 외부로 노출되는 연결관(140)은 상기 공간 내부로 불활성 가스를 주입하기 위해 구비되며, 상기 내부 중공체(110)는 하단부에 토출구를 형성시킬 수 있을 만큼의 길이로 상기 외부 중공체(120) 상단 일단부부터 하단 말단부까지 연장되어 형성된다.

상기 침지노즐(100)에서 내화물로 이루어지는 상기 내부 중공체(110)의 재질은 턴디쉬로부터 유입되는 개재물이 연결부분을 통해 들어오는 산소와 결합되어 노즐벽면에 부착되는 현상인 노즐막힘을 방지하기 위해, 곡강도를 향상시킬수 있는 소재인 B₂O₃의 함량이 2~4 중량% 포함되고, ZrO₂의 함량을 최소화하여 구성되며, 특히 침지노즐 하부인 토출구 주위와 침지노즐(100) 상부로부터 하부까지 Ar을 유입할 수 있는 슬릿 형상의 관(130)이 상기 내부 중공체(110)와 외부 중공체(120) 사이에 형성되어 있다.

개재물 성장 과정은 탈산 생성물에 기인하는 미세한 알루미나 입자가 노즐 계면 측에 존재하는 용강 경계층에서 먼저 클러스터(Cluster)로 성장되고, 이러한 클러스터가 노즐(100) 혹은 생성되는 알루미나(Al₂O₃) 부착물 표면과 접촉되고, 용강과 알루미나의 계면장력에 의해 용강 중에서 배출되어 계속적으로 부착됨으로써 이루어진다. 알루미나 클러스터와 클러스터의 부착은 단순한 물리적 부착으로서 소결이 일어나지 않게 되므로 쉽게 떨어지지만, 부착된 알루미나에 혼입되는 철 입자들의 양은 일정치 않고 변화가 심한 것이 특징이며, 일반적인 알루미나 클러스터의 부착은 내화물중 SiO₂와 탄소의 열화학적반응에 의해 모재와 용강의 계면에서 강중 Al과 반응되어 알루미나를 형성하게 된다. 이렇게 형성된 알루미나가 내화물 벽면에 부착되어 성장됨에 따라 내화물 내경이 축소되어 노즐을 막게되므로 품질에 악영향을 미치게 되는 바, 이와 관련된 반응식은 다음과 같다.

[SiO₂]+C→{SiO}+{CO}

3{SiO}+2Al→[Al₂O₃]+3Si

3{CO}+2Al→ [Al₂O₃]+3C

B₄C(Boron Carbide)는 Oxygen분위기에서 B₂O₃로 열변형 되며 이때, 글래스(glass) 상의 저융물화(B₂O₃ Melting point: 735℃)로 모재 내 Matrix계면에서의 용손을 유도하게 되며, 생성된 B₂O₃는 C석출과 SiO₂의 열분해(동공화)시 발생되는 산 소의 옥시즌 킬러(Oxygen Killer)로 작용되어 SiO₂에 의한 용강의 재산화 가능성을 감소시킨다.

메탈(Metal) 및 카바이드(Carbide) 첨가에 의한 내산화성 향상 및 조직의 치밀화로 cluster의 부착을 방지할 수 있게 되는 바, 이와 관련된 반응식은 다음과 같다.

Metal Si의 내산화성

Si+O₂→SiO₂, 2Si+C+O₂→SiC+SiO₂

Carbide SiC 의 내산화성

SiC+2O₂→SiO₂+CO₂, SiC+O₂→SiO₂+C

Carbide B ₄ C의 내산화성

B₄C+6CO→2B₂O₃+7C

토출구 주변과 침지노즐(100) 상단부터 하단까지 관통되는 슬릿 형상의 관(130)을 통해 유입되는 아르곤은 노즐 벽에 막을 형성하여 탈산 생성물이 노즐 벽과 접촉되는 것을 방지하며, 아르곤 기포가 주조 중에 침지노즐(100)에 부착된 탈산 생성물을 씻어 떨어뜨리는 역할을 수행한다. 또한 아르곤 기포가 화학적 반응에 의해 형성된 탈산 생성물의 부상을 촉진하며, 아르곤 취입에 의해 용강의 난류거동을 촉진시켜 퇴적된 개재물을 씻어 떨어뜨리고, 아르곤 취입으로 노즐 내 압력 증가를 도모하여 노즐을 통한 공기흡입을 억제하며, 용강과 내화물간의 화학반응을 억제하는 작용을 한다.

노즐 막힘에 기여하는 개재물의 최소 크기를 이론적으로 검증해보면, 도시된 바와 같이, 개재물 입자가 A지점에서 B지점으로 길이 L(=Rθ)을 따라 평균속도 v'_F 로 곡 유동할 때, 개재물이 A에서 C까지 움직이면서 반경방향으로 δ만큼 이동하는데 필요한 시간 t_P,R은 다음과 같이 나타낼 수 있다.

유체가 길이 L을 따라 움직이는데 필요한 시간 t_T는,

A지점의 개재물이 노즐벽 C에 충돌하기 위해서는

따라서

L=Rθ이고, 스토크스(Stokes) 법칙이 성립하는 식을 적용한다면, 주어진 개재물의 크기 D_P의 개재물이 벽으로부터 δ만큼의 원환 내에 떨어진다면 노즐벽에 충 돌하게 되며, 이때 벽으로부터 최대 거리 δ₀는 다음과 같이 구할 수 있다.

이때, δ₀는 물론 1/2D_P보다 작을 수는 없다.

강중의 원환에 대해 적용하면,

δ₀= 1/2D_P는 주어진 조건에서 노즐로 이동하는 개재물의 최소크기를 나타내는 바, θ=0.26, v'_F= 1.5m/s인 upright 노즐에 대하여 개재물의 최소크기는 36㎛이다. 이때, 노즐벽 근처에서 유체의 속도는 전체 평균속도보다 훨씬 낮게 되므로 구심력에 의해 노즐벽쪽으로 이동하는 개재물의 최소 크기는 증가한다. 즉 구심력을 일으키는 속도가 작을 때, 큰 개재물만이 구심력에 의해 노즐벽쪽으로 이동하게 된다. 이와 같이 이론적인 배경에서 검증된 노즐막힘을 발생시키는 최소한의 개재물 크기는 36㎛이며, 본 발명에 의한 내부 중공체(110)와 외부 중공체(120)로 이루어진 침지노즐을 사용할 경우, 개재물이 노즐벽에 부착될 수 있는 최소크기인 36㎛ 이하로 유지할 수 있어 자연적으로 노즐 막힘을 방지하게 된다.

본 발명에 의한 침지노즐과 종래의 침지노즐이 연속주조 공정에 사용된 후를 비교한다.

연속주조 공정을 마친 종래의 침지노즐 하단부에 형성되는 토출구 주변 및 연속주조 공정을 마친 본 발명에 의한 침지노즐 하단부에 형성되는 토출구 주변을 비교한다. 종래의 경우 부착된 개재물(구체적으로 Al₂O₃)이 나타나는 바, 상기 개재물에 의해 토출구의 면적이 줄어듦을 확인하였고, 반면에 본 발명의 경우에는 개재물이 부착되지 않았음을 확인할 수 있었다.

또한, 연속주조 공정을 마친 종래의 침지노즐을 상단부에서 하단부를 향해 바라본 침지노즐의 내부 및 연속주조 공정을 마친 본 발명에 의한 침지노즐을 마찬가지로 상단부에서 하단부를 향해 바라본 침지노즐의 내부를 비교한다. 종래의 경우 침지노즐의 하단부에 형성되는 토출구 주변에서 개재물이 형성되어 부착된 모습을 나타내는 반면, 반대로 본 발명에 의한 침지노즐에는 개재물이 부착되지 않았음을 확인할 수 있었다. 이는 B₂O₃가 노즐 벽면에서의 개재물 부착을 방지하여 개재물 성장에 의한 노즐막힘을 억제하였고, 또한 토출구 주변 및 상단의 슬릿 형상의 틈새형 주입관이 노즐 벽면에서 윤활작용을 하며 내화물간의 화학반응을 억제하는 작용을 하였기 때문으로 볼 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명하고자 한다. 그러나 본 발명에서 청구하는 권리범위가 하기 실시예로 한정되지는 아니 함을 본 발명의 기술분야에 종사하는 통상의 전문가라면 이해할 수 있을 것이다.

상기 표와 같은 성분분석 및 물성을 갖는 본 실시예 및 비교예의 침지노즐은 성분분석 부분에 있어서, 공통적으로 F.C(Fused carbon)+SiC, Al₂O₃, SiO₂가 검출되고, 또한 본 실시예의 내부 중공체를 제외한 비교예의 외부 중공체와 내부 중공체, 그리고 본 실시예의 외부 중공체에는 내 침식성을 강화시킬 수 있는 성분인 ZrO₂가 검출된다. 또한, 본 실시예의 내부 중공체에는 B₄C 첨가에 따라 성분분석 시 산화물로 분석되는 B₂O₃ 성분이 3% 검출되고 F.C+SiC, Al₂O₃및 SiO ₂가 비교예 및 본 실시예의 외부 중공체와 마찬가지로 검출되나 내부 중공체의 경우 내 침식성에 크게 영향을 받지 않으므로 원료로서 Zr이 첨가되지 않게 됨에 따라 ZrO₂ 성분은 검출되지 않 는다. 상기 내부 중공체에서 B₂O₃성분이 0.3% 검출되는 이유는 내부 중공체 제조 시에 첨가되는 B₄C의 가격이 고가임에 따라 비용적인 측면과 성능을 고려하여 적정량 투입됨에 의해 기인하는 결과이고, SiO₂는 내침식성이 문제가 되지 않는 범위내에서 열충격저항성 향상을 위해 함량이 조절되어 투입됨에 따라 성분 분석 시 26.6%의 함량으로 나타나게 된다.

본 실시예 및 비교예에서의 부피비중, 겉기공율, 압축강도, 곡강도, 열팽창율과 같은 물성은 침지노즐 제조 시 첨가되는 화학 성분 및 재질에 따라 영향을 받는 부분으로 이 외에도 여러 가지 구성이 있을 수 있으나, 특히 본 실시예에 따른 내부 중공체의 경우 내산화성 향상 및 조직의 치밀화로 클러스터의 부착을 방지하고, 곡강도를 향상시킬 수 있는 소재인 B₂O₃ 및 비교예의 내부 중공체에 비해 다량으로 함유된 SiO₂가 검출됨에 따라 비교예의 내부 중공체 곡강도 4.8 kg/cm² R.T에 비해 104 kg/cm² R.T로 크게 향상되었고, 비교예의 내부 중공체 압축강도 180 kg/cm2에 비해 260 kg/cm2으로 크게 향상되었음을 알 수 있다.

본 실시예 및 비교예에 따른 침지노즐을 사용하여 모울드(Mold)로 용강을 토출시키고, 후 공정에 따른 품질 실적을 조사해본 결과, 본 실시예에 따른 침지노즐을 사용할 경우 1㎟ 당 5.6개의 결함이 검출된 반면, 비교예에 따른 침지노즐의 경우 1㎟당 17.3개의 결함이 검출된 사실로 미루어 볼 때, 내부 중공체에 포함되는 B₂O₃가 C석출과 SiO₂에 의한 용강의 재산화 가능성을 감소시킨다는 점을 확인하였다.

또한, 제조되는 슬라브에서 나타나는 결함 중 발생 점유율 84%로 대부분을 차지하고 있으며 용강 내 덱켈(Deckel)을 비롯한 이물질이 혼입되어 발생되는 선상결함은 본 발명의 침지노즐에 의해 대폭 감소하는 경향을 보였는데, 그 결과를 살펴보면, 기존노즐을 이용하여 제품 생산 시 평균적으로 35.9%정도의 결함율을 나타내고 있었으나 본 발명에 의해 제시된 침지노즐 사용 시 선상결함이 15.4%로 결함율을 57% 감소시키는 효과를 얻게 되었다. 이와 같이 선상결함이 감소된 주원인은 기존 노즐의 고질적인 문제였던 노즐막힘으로 인한 한쪽 토출구로의 집중적인 용강토출을 막음으로써 응고층 터짐(break-out)이 발생될 확률을 줄이고, 또한 몰드 내 편류 등에 의한 탕면 불안정 정도를 감소시킴으로써, 주형 탕면에 존재하는 파우더층(mold flux)의 혼입을 감소시켰기 때문이라고 볼 수 있다.

이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 이용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것이 아니며, 첨부된 특허 청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.

본 발명에 의한 침지노즐은, 연속주조 공정에서 침지노즐 내부로 개재물이 부착됨을 방지하여 노즐막힘을 효과적으로 방지하는 화학적 물성인 B₂O₃가 함유되는 내부 중공체와 외부 중공체를 포함하는 구성에 따라 침지노즐을 제조하고, 상기 침지노즐 내부로 불활성 가스가 주입될 수 있도록 구성되는 슬릿 형상의 관이 형성됨으로써, 연속주조 공정 시 발생되는 노즐막힘을 효율적으로 방지하여 원가절감과 품질향상을 도모하고, 제반 연주 작업의 안정을 꾀할 수 있다는 장점이 있다.

Claims

내부가 중공되는 관 형상으로 형성되어 하단 외주면 일부가 관통되는 토출구를 포함하는 침지노즐에 있어서,

F.C+SiC, Al₂O₃, SiO₂ 및 B₂O₃가 포함되는 내화물로 구성되는 내부 중공체와;

상기 내부 중공체의 외주에 결합되는 외부 중공체;

로 이루어지는 것을 포함하는 침지노즐.
제 1 항에 있어서,

상기 내부 중공체는,

B₂O₃가 2~4% 함유되어 이루어지는 것을 포함하는 침지노즐.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 내부 중공체와 외부 중공체는,

상기 내부 중공체와 외부 중공체 사이에 슬릿 형상의 원통형 관이 형성되도록 일정간격 이격되어 이루어지는 것을 포함하는 침지노즐.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 내부 중공체는,

상기 외부 중공체의 상단 일단부부터 하단 말단부까지 연장되어 이루어지는 것을 포함하는 침지노즐.