KR101516783B1 - 침지노즐 보온장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따르면, 침지노즐의 외주면을 감싸도록 형성된 내측보온부, 상기 내측보온부의 외측으로 형성된 중공부, 상기 중공부의 외측으로 상기 중공부를 감싸도록 형성된 외측보온부를 포함하는 것을 특징으로 하는 침지노즐 보온장치가 제공된다.

Description

침지노즐 보온장치{HEAT INSULATION APPARATUS FOR SUBMERGED ENTRY NOZZLE}

본 발명은 침지노즐 보온장치에 관한 것이다.

연속주조 공정에서 용강은 래들로부터 턴디쉬로 이동되고, 몰드로 공급되어 슬라브와 같은 반제품으로 만들어진다. 턴디쉬에서 몰드로 용강이 이동될 때 침지노즐(SEN: Submerged Entry Nozzle)을 통하게 되며, 용강이 저온의 외부공기와 접촉하여 산화되는 것을 방지한다. 침지노즐은 내화물을 주재료로 사용하여 내침식성이 우수하다. 하지만 상온 상태에서는 고온의 용강에 의해 열충격으로 파손되므로, 주조작업 전에 1000~1100℃로 예열한 후 턴디쉬에 부착하게 된다.

침지노즐을 예열하는 방법에는 턴디쉬에 부착하여 턴디쉬의 내부열을 이용하여 침지노즐의 상부에서 하부로 가열하는 방법과 외부에서 버너를 이용하여 가열하는 방법이 있다. 이 중 버너를 이용하는 방법은 주로 침지노즐의 용강토출구측에서 버너화염을 이용하여 가열한다. 이때 열손실 방지를 통해 빠른 가열을 하기 위해 침지노즐의 외부에 세라믹 재질의 내화재를 감싸거나, 별도의 내화구조물 내부에 침지노즐을 고정하여 가열하기도 한다.

관련한 기술로는 대한민국 특허공개공보 제2011-0109191호(2011.10.06 공개, 침지노즐 예열장치)가 있다.

본 발명의 실시예에 따라, 내열보온부에 중공부를 형성함으로써 단열효과를 증진시키고, 침지노즐의 예열을 위하여 공급되어야 하는 열량이 줄어들어 비용을 줄일 수 있는 침지노즐 보온장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 침지노즐의 외주면을 감싸도록 형성된 내측보온부, 상기 내측보온부의 외측으로 형성된 중공부, 상기 중공부의 외측으로 상기 중공부를 감싸도록 형성된 외측보온부를 포함하는 것을 특징으로 하는 침지노즐 보온장치가 제공된다.

또한, 본 발명은 상기 중공부 및 외부 사이에서 공기가 이동하도록 상기 외측보온부를 관통하여 형성되는 토출구를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 중공부의 공기가 일방향으로 외부로 이동할 수 있도록 상기 토출구의 일단부에 형성되는 원웨이밸브(one-way valve)를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 중공부가 진공이 되도록 상기 토출구에 형성되어 상기 중공부 내의 공기를 외부로 토출시키는 진공펌프를 더 포함할 수 있다.

상기 내측보온부 및 상기 외측보온부는 열에 견딜 수 있는 내열재로 형성될 수 있다.

상기 내열재는 캐스타블(castable) 내열재일 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 외측보온부의 외주면에 도포되어 복사열의 방출을 방지하는 방사코팅재를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 침지노즐 예열장치를 이용하여 내열보온부에 중공부를 형성함으로써 단열효과를 증진시키고, 침지노즐의 예열을 위하여 공급되어야 하는 열량이 줄어들어 비용을 줄일 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 침지노즐 보온장치의 일단면을 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 침지노즐 보온장치의 평면도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 침지노즐 보온장치의 사시도.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하, 본 발명에 따른 침지노즐 보온장치의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 침지노즐 보온장치의 일단면을 나타낸 도면, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 침지노즐 보온장치의 평면도, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 침지노즐 보온장치의 사시도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 침지노즐 보온장치는 턴디쉬로부터 몰드로 용강을 이송하는 침지노즐(SEN)의 보온을 위하여, 침지노즐(SEN)을 감싸도록 형성되는 것으로서, 내측보온부(100), 중공부(200), 및 외측보온부(300)를 포함할 수 있다.

침지노즐(SEN)은 내화물을 주원료로 사용하지만, 상온에서 고온의 용강에 의한 열충격으로 파손이 될 수도 있다. 따라서, 턴디쉬로부터 몰드로 용강을 이송하기 전에 1000-1100도로 예열한 다음 턴디쉬에 부착하여 주조작업을 진행하게 된다.

침지노즐(SEN)을 예열하는 방법으로는 턴디쉬에 부착하여 턴디쉬의 내부열을 이용하여 예열하거나, 버너를 이용하여 침지노즐(SEN) 내부를 가열하는 방법 등이 있다.

이때, 예열된 침지노즐(SEN)의 열손실을 방지하기 위하여 침지노즐(SEN)을 감싸도록 보온장치가 사용될 수 있다.

본 발명에 따른 침지노즐 보온장치는 침지노즐(SEN)의 열손실을 방지하기 위하여 침지노즐(SEN)의 외부를 감싸도록 형성되는 것이다. 내측보온부(100)는 침지노즐(SEN)의 외주면을 감싸도록 형성되고, 예열된 고온의 침지노즐(SEN)에 의한 파손을 방지하기 위하여 내열성을 갖는 재료로 형성될 수 있다.

내측보온부(100)의 외측으로 일정간격 이격되어 외측보온부(300)가 형성되고, 이격된 공간에 의하여 내측보온부(100) 및 외측보온부(300) 사이에 중공부(200)가 형성되게 된다. 중공부(200)는 공기로 채워지거나 공기를 모두 밖으로 빼내어 진공으로 이루어질 수도 있다. 중공부(200)가 내측보온부(100) 및 외측보온부(300) 사이에 형성됨으로써 예열된 침지노즐(SEN)의 보온효과를 더욱 증진시킬 수 있게 된다.

즉, 중공부(200)가 공기로 채워질 경우, 공기의 열전도율은 약 0.0221 kcal/mh℃이므로, 캐스타블 내열자의 열전도율인 0.68~0.95 kcal/mh℃에 비해 현저하게 작은 열전도율을 갖게되므로, 열손실을 대폭 줄일 수 있게 된다.

또한, 중공부(200)의 공기를 제거하여 진공으로 형성시, 열전도율을 더욱 낮아져 예열된 침지노즐(SEN)의 열손실을 최소화할 수 있다.

본 발명에 따른 침지노즐 보온장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 토출구(310)를 더 포함할 수 있다. 즉, 중공부(200) 내의 공기가 외부로 이동할 수 있도록 외측보온부(300)를 관통하여 형성된다.

이때, 토출구(310)의 일단부에는 원웨이밸브(320)(one-way valve)가 추가적으로 형성될 수 있다. 원웨이밸브(320)는 중공부(200) 내부의 공기를 일방향으로 외부로 이동시켜 중공부(200) 내부를 진공에 가깝게 만들 수 있다.

또한, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 침지노즐 보온장치는 중공부(200) 내부를 진공으로 형성하기 위한 진공펌프(330)를 더 포함할 수 있다. 진공펌프(330)는 토출구(310)에 형성되어 중공부(200) 내의 공기를 흡입하여 외부로 토출시킬 수 있다.

중공부(200) 내의 공기를 외부로 토출시켜, 중공부(200) 내부를 진공에 가깝게 형성함으로써, 예열된 침지노즐(SEN)의 보온효과를 더욱 증진시킬 수 있게 된다.

본 발명에 따른 침지노즐 보온장치의 내측보온부(100) 및 외측보온부(300)는 고온으로 예열된 침지노즐(SEN)의 열에 견딜 수 있도록 내열재로 형성되어야 하고, 이때 내열재는 캐스타블(castable) 내열재일 수 있다.

캐스타블 내열재는 시공현장에서 성형하여 그대로 가열하여 사용가능하게 되는 것으로서, 침지노즐(SEN)의 형상에 맞게 현장에서 성형하여 사용할 수 있으므로, 다양한 크기의 침지노즐(SEN)에 대응할 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 침지노즐 보온장치는 방사코팅재(400)를 더 포함할 수 있다.

방사코팅재(400)는 외측보온부(300)의 외주면에 도포되어 외측보온부(300)의 복사열을 반사함으로써, 복사에 의한 열손실을 줄일 수 있다. 즉, 외측보온부(300)의 표면에 방사코팅재(400)가 형성됨으로써, 복사손실을 저감하여 단열효과를 더욱 증진시킬 수 있다.

본 발명에 따른 침지노즐 보온장치는 중공부(200)의 진공에 의한 단열효과 및 방사코팅재(400)에 의한 복사손실 저감으로 고온으로 예열된 침지노즐(SEN)의 열손실을 줄임으로써 기존 대비 적은 양의 연료로 침지노즐(SEN) 예열이 가능할 수 있다.

이상, 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.

SEN: 침지노즐
100: 내측보온부
200: 중공부
300: 외측보온부
310: 토출구
320: 원웨이밸브
330: 진공펌프
400: 방사코팅재

Claims (7)

1. 침지노즐의 외주면을 감싸도록 형성된 내측보온부;
   상기 내측보온부의 외측으로 형성된 중공부;
   상기 중공부의 외측으로 상기 중공부를 감싸도록 형성된 외측보온부;
   상기 중공부 및 외부 사이에서 공기가 이동하도록 상기 외측보온부를 관통하여 형성되는 토출구; 및
   상기 중공부가 진공이 되도록 상기 토출구에 형성되어 상기 중공부 내의 공기를 외부로 토출시키는 진공펌프;
   를 포함하는 침지노즐 보온장치.
   
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 중공부의 공기가 일방향으로 외부로 이동할 수 있도록 상기 토출구의 일단부에 형성되는 원웨이밸브(one-way valve)를 더 포함하는 침지노즐 보온장치.
   
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 내측보온부 및 상기 외측보온부는 열에 견딜 수 있는 내열재로 형성되는 것을 특징으로 하는 침지노즐 보온장치.
   
6. 제5항에 있어서,
   상기 내열재는 캐스타블(castable) 내열재인 것을 특징으로 하는 침지노즐 보온장치.
   
7. 제1항에 있어서,
   상기 외측보온부의 외주면에 도포되어 복사열의 방출을 방지하는 방사코팅재를 더 포함하는 침지노즐 보온장치.
   

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