KR101660772B1 - 상부 노즐 및 이를 이용한 지금 제거 방법 - Google Patents

상부 노즐 및 이를 이용한 지금 제거 방법 Download PDF

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KR101660772B1 KR1020140169912A KR20140169912A KR101660772B1 KR 101660772 B1 KR101660772 B1 KR 101660772B1 KR 1020140169912 A KR1020140169912 A KR 1020140169912A KR 20140169912 A KR20140169912 A KR 20140169912A KR 101660772 B1 KR101660772 B1 KR 101660772B1
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Abstract

본 발명은 상부 노즐 및 이를 이용한 지금 제거 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 연속 주조 공정에 사용되는 주조 설비인 레이들의 하부에 장착되어 턴디쉬로 배출되는 용강의 재산화를 방지할 수 있는 상부 노즐 및 이를 이용한 지금 제거 방법에 관한 것이다.
본 발명의 실시 예에 따른 상부 노즐은, 하부 노즐과 결합하여 제 1 용기로부터 유입되는 용강을 제 2 용기로 공급하는 상부 노즐로서, 상기 제 1 용기의 하부에 장착되어 상기 제 1 용기의 내부와 연통되는 노즐 본체; 및 상기 하부 노즐의 내벽에 생성되는 지금의 일부를 수용 가능하도록 상기 노즐 본체의 외측면에 하단으로부터 연장 형성되는 홈부;를 포함한다.

Description

상부 노즐 및 이를 이용한 지금 제거 방법{Top nozzle and method for removing molten metal crust using the same}
본 발명은 상부 노즐 및 이를 이용한 지금 제거 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 연속 주조 공정에 사용되는 주조 설비인 레이들의 하부에 장착되어 턴디쉬로 배출되는 용강의 재산화를 방지할 수 있는 상부 노즐 및 이를 이용한 지금 제거 방법에 관한 것이다.
제강 조업시 제강로에서 출탕된 용강(용융 금속)은 레이들에 받아져 용강 중에 포함된 황, 인, 탄소, 망간 등 대부분의 불순물을 제거하는 정련 처리 작업을 거친 후 턴디쉬로 보내지며, 턴디쉬에서 다시 몰드로 주입되어 원하는 형태의 중간제품인 슬라브, 블룸, 빌렛트 등을 얻게 된다.
이와 같은 용강의 연속 주조 공정에 사용되는 주조 설비인 레이들의 하부에는 내화물로 된 콜렉터 노즐이 장착되며, 이 콜렉터 노즐은 쉬라우드 노즐과 조립되어 용강의 이동 통로 역할을 함은 물론 용강의 재산화를 방지하는 역할을 하는 등 연속주조시 용강의 품질 안정에 중요한 역할을 수행한다.
용강의 연속 주조 중에, 쉬라우드 노즐의 내벽에는 용강이 응고되어 융착물 즉, 지금이 생성된다. 생성된 지금은 콜렉터 노즐과 쉬라우드 노즐을 분리한 후에도 쉬라우드 노즐의 내벽에 융착되어 레이들의 하부에 장착되는 콜렉터 노즐과의 재결합시 부정합의 발생 즉, 밀접한 접합이 이루어지지 않게 되는 원인이 된다. 이 경우 용강이 재산화되어 제조되는 제품의 품질에 악영향을 줄 뿐만 아니라 빈번한 주조 단락을 유발한다.
쉬라우드 노즐의 내벽에 융착되는 지금을 제거하기 위하여 종래에는 산소 세척 방법을 사용하였으나, 이에 의하여 쉬라우드 노즐의 내부 용손에 의한 틈이 발생하게 되고, 이러한 틈으로 주조시 외부의 공기가 혼입되어 용강이 재산화되어 제품 품질에 악영향을 미치는 문제점이 있었다. 최근에는 이러한 이유로 산소 세척을 미실시하고 있으나, 쉬라우드 노즐 내벽에 생성되는 지금에 의하여 부정합이 발생하는 경우 주조 중에 쉬라우드 노즐이 콜렉터 노즐로부터 탈락되어 주조 단락이 발생될 뿐만 아니라 용강이 재산화되어 제품에 개재물 결함이 발생하는 문제점이 있었다.
KR 1998-0064553 U KR 2000-0010435 U
본 발명은 하부 노즐의 내벽에 생성되는 지금을 용이하게 제거할 수 있는 상부 노즐 및 이를 이용한 지금 제거 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상부 노즐에 지금이 구속되어 별도의 공정 부가 없이 상부 노즐과 하부 노즐의 분리시에 자동으로 지금을 제거할 수 있는 상부 노즐 및 이를 이용한 지금 제거 방법을 제공한다.
본 발명의 실시 예에 따른 상부 노즐은, 하부 노즐과 결합하여 제 1 용기로부터 유입되는 용강을 제 2 용기로 공급하는 상부 노즐로서, 상기 제 1 용기의 하부에 장착되어 상기 제 1 용기의 내부와 연통되는 노즐 본체; 및 상기 하부 노즐의 내벽에 생성되는 지금의 적어도 일부를 수용 가능하도록 상기 노즐 본체의 외측면에 하단으로부터 연장 형성되는 홈부;를 포함한다.
상기 홈부는 상기 노즐 본체의 중심을 기준으로 복수 개가 대칭 형성될 수 있다.
상기 홈부는, 적어도 일부가 수평 방향으로 형성되는 고정 홈부; 및 상기 고정 홈부와 연통되어 상기 노즐 본체의 하단으로 연장되는 연장 홈부를 포함할 수 있다.
상기 고정 홈부의 수평 방향의 길이는 상기 노즐 본체의 내경의 0.4 내지 0.6 배의 값을 가지며, 상기 고정 홈부 및 연장 홈부의 너비는 상기 노즐 본체의 내경의 0.2 내지 0.3 배의 값을 가지며, 상기 고정 홈부 및 연장 홈부의 깊이는 상기 노즐 본체의 벽면 두께의 0.4 내지 0.6 배의 값을 가질 수 있다.
상기 홈부는 적어도 하나 이상의 절곡부를 포함할 수 있다.
상기 홈부는 상기 노즐 본체의 하단으로부터 점차 증가하는 너비를 가지도록 형성될 수 있다.
상기 홈부는 "┐", "┬" 및 "┌┐" 중 어느 하나의 형상으로 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 지금 제거 방법은, 제 1 용기의 하부에 장착되는 상부 노즐과 하부 노즐을 결합하는 과정; 상기 제 1 용기로부터 유입되는 용강을 상기 상부 노즐과 하부 노즐을 통해 제 2 용기로 공급하는 과정; 상기 용강의 공급 중에 상기 하부 노즐의 내벽에 형성되는 지금의 적어도 일부를 상기 상부 노즐의 외측면에 형성되는 홈부에 응고시키는 과정; 및 상기 상부 노즐로부터 상기 하부 노즐을 분리하는 과정;을 포함한다.
상기 상부 노즐과 하부 노즐을 결합하는 과정은, 상기 하부 노즐의 상부에 상기 상부 노즐의 하부를 삽입하여 결합할 수 있고, 상기 상부 노즐로부터 상기 하부 노즐을 분리하는 과정은, 상기 하부 노즐을 하부로 이동하여 상기 상부 노즐로부터 분리할 수 있다.
상기 상부 노즐로부터 상기 하부 노즐을 분리하는 과정은, 상기 하부 노즐의 내벽에 응고되는 지금이 상기 상부 노즐의 홈부에 응고된 지금의 일부와 일체로 유지되어 상기 하부 노즐로부터 분리될 수 있다.
상기 상부 노즐로부터 상기 하부 노즐을 분리하는 과정은 상기 제 1 용기의 교환시에 이루어질 수 있다.
상기 제 1 용기와 제 2 용기는 레이들과 턴디쉬이고, 상기 상부 노즐과 하부 노즐은 콜렉터 노즐과 쉬라우드 노즐일 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 상부 노즐 및 이를 이용한 지금 제거 방법에 의하면, 하부 노즐의 내벽에 생성되는 지금을 산소 세척 등 별도의 공정 부가 없이 용이하게 제거할 수 있다.
또한, 주조 중 하부 노즐의 내벽에 생성되는 지금의 적어도 일부를 상부 노즐의 외측면에 형성되는 홈부에 인위적으로 응고시켜, 상부 노즐과 하부 노즐의 분리시에 하부 노즐의 내벽에 생성되는 지금을 자동으로 제거할 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 상부 노즐 및 이를 이용한 지금 제거 방법에 의하면 하부 노즐의 내벽에 생성되는 지금에 의하여 상부 노즐과의 부정합 및 이로 인한 용강 재산화가 발생하는 것을 방지할 수 있으며, 연속적인 주조 공정 내내 상부 노즐과 하부 노즐의 밀접한 결합을 유지할 수 있게 되어 주조 제품의 품질을 향상시킬 수 있다.
도 1은 일반적인 연속 주조 설비를 도시하는 개략도.
도 2는 종래 기술에 따른 상부 노즐이 하부 노즐과 결합 또는 분리되는 모습을 도시하는 단면도.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 상부 노즐을 도시하는 단면도.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 상부 노즐이 하부 노즐과 결합 또는 분리되는 모습을 도시하는 단면도.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 홈부의 다양한 변형 예를 도시하는 측면도.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 지금 제거 방법을 개략적으로 나타내는 흐름도.
본 발명에 따른 상부 노즐 및 이를 이용한 지금 제거 방법은 연속 주조 공정에 사용되는 주조 설비인 레이들의 하부에 장착되어 턴디쉬로 배출되는 용강의 재산화를 방지할 수 있는 기술적 특징을 제시한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 발명의 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
이하에서 본 발명의 실시 예와 관련하여 제 1 용기 및 제 2 용기는 레이들 및 턴디쉬에 각각 대응되며, 상부 노즐 및 하부 노즐은 콜렉터 노즐과 쉬라우드 노즐에 대응되는 것으로 예를 들어 설명하나, 상기 용기 및 노즐은 이에 한정되는 것은 아니고 상부 노즐과 하부 노즐이 결합하여 제 1 용기에 수용된 용강을 제 2 용기에 공급하는 어떠한 종류의 용기 및 노즐에도 적용이 가능하다.
일반적으로 연속 주조 설비는 제강 공정에서 생산된 용강을 레이들에 담아 이송하여 연속 주조 공정에서 쉬라우드 노즐을 사용하여 턴디쉬에 받고, 이후 주형으로 공급하여 원하는 크기의 주편으로 연속 생산하는 설비이다.
도 1은 일반적인 연속 주조 설비를 보여주는 개략도이다. 도 1을 참조하여 연속 주조 설비를 보다 구체적으로 설명하면, 먼저 용강을 수송하는 레이들(10)이 레이들 터렛 유닛(20)에 안착되어 교대로 턴디쉬(30)의 상부에 위치된다. 이때, 레이들 터렛 유닛(20)은 회전 구동되는 스윙 타워(21)의 양측에 레이들(10)을 안착시킬 수 있도록 된 레이들 받침대(23)가 각각 구비됨으로써 레이들 받침대(13)에 적어도 2개 이상의 레이들(10)을 안착시키고, 스윙 타워(21)의 회전에 의해 레이들(10)을 교대로 턴디쉬(30)의 상부에 위치시키는 것이다. 그리고, 턴디쉬(30)의 하부에는 용강을 소정의 두께와 폭을 갖는 주편으로 생산하는 주형(40)이 설치되며, 주형(40)의 하부에는 주편을 안내하는 복수 개의 핀치 롤(41)이 설치된다. 이때, 레이들(10)의 저면에는 콜렉터 노즐(11,Collector Nozzle)이 구비되고, 상기 콜렉터 노즐(11)과 연결되어 레이들(10) 내부의 용강을 턴디쉬(30)로 포어링(Pouring)시키는 쉬라우드 노즐(51; Shroud Nozzle)이 설치되며, 턴디쉬(30)의 저면에는 용강을 주형(40)으로 유출시키는 통로인 침지 노즐(31)이 설치된다. 여기서 미설명 부호 50은 노즐 장착 유닛을 말한다.
도 2는 종래 기술에 따른 상부 노즐 즉, 콜렉터 노즐이 하부 노즐 즉, 쉬라우드 노즐과 결합 또는 분리되는 모습을 도시하는 단면도이다. 도 2를 참조하면, 콜렉터 노즐(11)과 쉬라우드 노즐(51)은 상호 결합되어 레이들(10)과 턴디쉬(30) 사이에서 용강이 청정하고 원활하게 주입되는 통로 역할을 한다. 레이들(10)이 주조 위치로 이동하면 도 2(a)와 같이 콜렉터 노즐(11)과 쉬라우드 노즐(51)이 결합되고, 레이들(10)의 출강구를 개공하여 주조를 시작한다.
주조 중에, 쉬라우드 노즐(51)의 내벽에는 용강이 응고되어 융착물 즉, 지금(S)이 생성된다. 생성된 지금(S)은 콜렉터 노즐(11)과 쉬라우드 노즐(51)을 분리한 후에도 도 2(b)와 같이 쉬라우드 노즐(51)의 내벽에 융착되어 교체된 새로운 레이들(10)의 하부에 장착되는 콜렉터 노즐(11)과의 재결합시 부정합의 발생 즉, 밀접한 접합이 이루어지지 않게 되는 원인이 된다. 이 경우 용강이 재산화되어 제조되는 주편의 품질에 악영향을 줄 뿐만 아니라 빈번한 주조 단락을 유발한다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 상부 노즐을 도시하는 단면도이고, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 상부 노즐이 하부 노즐과 결합 또는 분리되는 모습을 도시하는 단면도이다. 보다 상세하게는, 도 3(a)는 본 발명의 실시 예에 따른 상부 노즐의 양측에 각각 홈부가 형성된 모습을 도시하는 단면도이고, 도 3(b)는 상기 도 3(a)의 상부 노즐을 90° 회전시킨 후의 모습을 도시하는 단면도에 홈부의 모습을 추가로 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 상부 노즐(11)은, 하부 노즐(51)과 결합하여 제 1 용기로부터 유입되는 용강을 제 2 용기로 공급하는 상부 노즐(11)로서, 상기 제 1 용기의 하부에 장착되어 상기 제 1 용기의 내부와 연통되는 노즐 본체(112); 및 상기 하부 노즐(51)의 내벽에 생성되는 지금(S)의 적어도 일부를 수용 가능하도록 상기 노즐 본체(112)의 외측면에 하단으로부터 연장 형성되는 홈부(116);를 포함한다.
제 1 용기 즉, 레이들은 내부 공간에 용강을 수강한다. 상기 레이들의 바닥 즉, 하부에는 출강구가 형성되어 상기 레이들의 출강구에는 상부 노즐 즉, 콜렉터 노즐(11)이 장착된다. 이때, 콜렉터 노즐(11)의 노즐 본체(112)는 상기 레이들의 내부 공간과 연통되며, 하부 노즐 즉, 쉬라우드 노즐(51)은 상기 콜렉터 노즐(11)의 하부에 체결된다. 상기 콜렉터 노즐(11)과 쉬라우드 노즐(51)은 이러한 연결 관계를 통해 레이들의 용강을 제 2 용기 즉, 턴디쉬로 안내한다.
이러한 연속 주조 공정에서 레이들은 레이들 터렛 유닛에 안착되어 교대로 턴디쉬의 상부에 위치하게 된다. 즉, 레이들이 주조 위치에 배치되면, 레이들의 출강구에 장착된 콜렉터 노즐(11)과 쉬라우드 노즐(51)을 체결한 후, 상기 출강구를 개공하여 주조를 시작한다. 또한, 레이들에 수용된 용강이 턴디쉬로 공급된 후 레이들의 교체시에 콜렉터 노즐(11)과 쉬라우드 노즐(51)은 분리되며, 새로운 레이들의 콜렉터 노즐(11)에 다시 쉬라우드 노즐(51)을 결합하여 연속 주조 공정을 수행하게 된다.
이때, 일반적으로 콜렉터 노즐(11)은 1회 사용 후에 폐기되고, 쉬라우드 노즐(51)은 약 5~10회 반복적으로 사용된다. 따라서, 상기와 같은 연속 주조 공정에서는 사용된 콜렉터 노즐(11)을 쉬라우드 노즐(51)과 분리하고, 새로운 콜렉터 노즐(11)을 다시 조립하여 사용하게 된다.
노즐 본체(112)의 외측면에 형성되는 홈부(116)는 상기 노즐 본체(112)의 하단으로부터 상부로 연장되도록 함몰 형성되어, 쉬라우드 노즐(51)의 내벽에 생성되는 지금(S)의 적어도 일부를 함몰된 내부에 수용한다. 즉, 홈부(116)는 주조 중에 쉬라우드 노즐(51)의 내벽에 생성되는 지금(S)의 적어도 일부가 상기 콜렉터 노즐(11)의 외측면에 형성되는 홈부(116) 내에서 응고되도록 인위적으로 형성되는 공간이다. 따라서, 노즐 본체(112)의 하단을 통하여 쉬라우드 노즐(51)의 내벽에 생성되는 지금(S)이 연장되어, 홈부(116) 내에서 지금(S)의 일부가 응고됨에 따라, 쉬라우드 노즐(51)의 내벽에 생성되는 전체 지금(S)이 콜렉터 노즐(11)에 구속되게 되고, 상기 쉬라우드 노즐(51)을 하부로 이동하여 상기 콜렉터 노즐(11)로부터 분리하는 경우 쉬라우드 노즐(51)의 내벽에 응고된 지금(S)이 콜렉터 노즐(11)과 함께 제거될 수 있게 된다.
상기와 같이, 홈부(116) 내에서 쉬라우드 노즐(51)의 내벽에 생성되는 지금(S)의 일부가 응고되고, 상기 쉬라우드 노즐(51)의 분리시에 홈부(116) 내의 지금(S)과 일체로 생성되는 전체 지금(S)이 콜렉터 노즐(11)에 구속되기 위하여 상기 홈부(116)는, 적어도 일부가 수평 방향으로 형성되는 고정 홈부; 및 상기 고정 홈부와 연통되어 상기 노즐 본체(112)의 하단으로 연장되는 연장 홈부를 포함할 수 있다.
즉, 적어도 일부가 수평 방향으로 형성되는 고정 홈부에 의하여 쉬라우드 노즐(51)의 분리시에 상기 쉬라우드 노즐(51)로부터 노즐 내벽에 생성되는 지금(S)을 분리할 수 있게 되며, 노즐 본체(112)의 하단으로 연장되는 연장 홈부에 의하여 쉬라우드 노즐(51)의 내벽에 생성되는 전체 지금(S)과 일체로 콜렉터 노즐(11)에 구속될 수 있게 된다.
본 발명의 실시 예에 따른 홈부(116)의 지금(S) 유지·고정 성능 및 노즐 본체(112)의 강성 실험 결과, 고정 홈부에 의하여 쉬라우드 노즐(51)로부터 노즐 내벽에 생성되는 지금(S)이 안정적으로 분리되기 위하여, 상기 고정 홈부의 수평 방향의 길이(l)는 상기 노즐 본체(112)의 내경(I)의 0.4 내지 0.6 배의 값을 가질 수 있다. 고정 홈부의 수평 방향의 길이(l)가 노즐 본체(112)의 내경(I)의 0.4 배 미만의 값을 가지는 경우 쉬라우드 노즐(51)의 하강시 상기 노즐의 내벽에 생성되는 지금(S)이 쉬라우드 노즐(51)로부터 분리되지 않는 경우가 발생하며, 고정 홈부의 수평 방향의 길이(l)가 노즐 본체(112)의 내경(I)의 0.6 배를 초과하는 값을 가지는 경우 노즐 본체(112)의 내구성이 저하되어 파단 등의 파손이 발생하는 빈도가 증가함을 알 수 있었다.
또한, 상기 고정 홈부 및 연장 홈부의 너비(m)는 상기 노즐 본체(112)의 내경(I)의 0.2 내지 0.3 배의 값을 가지며, 상기 고정 홈부 및 연장 홈부의 깊이(n)는 상기 노즐 본체(112)의 벽면 두께(D)의 0.4 내지 0.6 배의 값을 가질 수 있다. 상기 고정 홈부 및 연장 홈부의 너비(m)가 상기 노즐 본체(112)의 내경(I)의 0.2 배 미만의 값을 가지거나, 각 홈부(116)의 깊이(n)가 상기 노즐 본체(112)의 벽면 두께(D)의 0.4 배 미만의 값을 가지게 되면 쉬라우드 노즐(51)의 하강시에 각 홈부(116)에 수용되는 지금(S)이 상기 쉬라우드 노즐(51)의 내벽에 생성되는 지금(S)과 분리되는 경우가 발생하여 지금(S) 제거 효과가 저하된다. 또한, 상기 고정 홈부 및 연장 홈부의 너비(m)가 상기 노즐 본체(112)의 내경(I)의 0.3 배를 초과하거나, 각 홈부(116)의 깊이(n)가 상기 노즐 본체(112)의 벽면 두께(D)의 0.6 배를 초과하는 값을 가지게 되면 전술한 바와 같이 노즐 본체(112)의 내구성이 저하되어 파단 등의 파손이 발생하는 빈도가 증가하게 된다.
도 3 및 도 4에서는 노즐 본체(112)의 벽면 두께(D)가 하부로 갈수록 감소하는 형상을 갖는 노즐 본체(112)를 도시하였으나 노즐 본체(112)의 형상은 이에 제한되는 것은 아니며, 도시된 바와 같이 노즐 본체(112)의 벽면 두께(D)가 하부로 갈수록 감소하는 경우 상기 노즐 본체(112)의 벽면 두께(D)는 상기 홈부(116)가 형성되는 면적의 내부에서 가장 큰 두께를 갖는 노즐 본체(112)의 벽면을 기준으로 한다.
따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 콜렉터 노즐(11)은 노즐 본체(112)의 외측면에 하단으로부터 연장되도록 일정 너비와 일정 깊이를 가지는 홈부(116)를 형성하여, 레이들로부터 턴디쉬로 용강 공급 중에 쉬라우드 노즐(51)의 내벽에 생성되는 지금(S)의 일부를 상기 홈부(116)의 내부에 인위적으로 생성하게 되고, 쉬라우드 노즐(51)의 분리시에 콜렉터 노즐(11)에 쉬라우드 노즐(51)의 내벽에 생성되는 지금(S)이 구속되어 상기 쉬라우드 노즐(51)로부터 지금(S)을 제거할 수 있게 된다. 또한, 상기와 같이 별도의 산소 세척 없이 쉬라우드 노즐(51)로부터 지금(S)을 제거할 수 있게 되어 콜렉터 노즐(11)과 쉬라우드 노즐(51)의 부정합을 방지할 수 있으며, 주조 중에 쉬라우드 노즐(51)의 이탈로 인해 발생하는 주조 단락을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 턴디쉬로 배출되는 용강의 재산화를 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 3 및 도 4에서는 상기 고정 홈부가 수평 방향의 직선의 형상을 가지며, 상기 연장 홈부가 상기 고정 홈부의 일단으로부터 하단으로 수직 연장되는 "┐"의 형상을 갖는 홈부(116)를 도시하고 있으나, 본 발명의 실시 예에 따른 홈부(116)의 형상은 이에 제한되는 것은 아니다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 홈부의 다양한 변형 예를 도시하는 측면도이다. 도 5(a) 및 도 5(b)에 도시된 변형 예와 같이, 홈부(116)는 적어도 하나 이상의 절곡부를 포함하는 "┬", "┌┐"의 형태를 가질 수 있으며, 도 5(c)에 도시된 바와 같이, 적어도 일부의 수평 성분을 갖는 곡선의 형태로 형성될 수도 있다. 또한, 도 5(d)에 도시된 바와 같이, 상기 홈부(116)는 노즐 본체(112)의 하단으로부터 점차 증가하는 너비(m)를 가지도록 형성되는 등 전술한 고정 홈부의 기능과 연장 홈부의 기능을 갖는 다양한 형상으로 형성될 수 있음은 물론이다.
또한, 홈부(116)는 쉬라우드 노즐(51)의 하강시에 상기 쉬라우드 노즐(51)의 내벽에 생성되는 지금(S)을 안정적으로 지지하기 위하여 노즐 본체(112)의 중심을 기준으로 복수 개가 대칭 형성될 수 있다. 도 3 및 도 4에서는 상기 노즐 본체(112)의 양측으로 2개가 대칭 형성되는 홈부(116)를 도시하고 있으나, 이는 본 발명의 실시 예를 예시적으로 도시한 것으로서 상기 홈부(116)의 개수는 이에 제한되지 않음은 물론이다.
이하에서, 전술한 콜렉터 노즐을 이용하는 본 발명의 실시 예에 따른 지금 제거 방법을 상세하게 설명하기로 한다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 지금 제거 방법을 개략적으로 나타내는 흐름도이다. 도 6을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 지금 제거 방법은, 제 1 용기의 하부에 장착되는 상부 노즐(11)과 하부 노즐(51)을 결합하는 과정(S100); 상기 제 1 용기로부터 유입되는 용강을 상기 상부 노즐(11)과 하부 노즐(51)을 통해 제 2 용기로 공급하는 과정(S200); 상기 용강의 공급 중에 상기 하부 노즐(51)의 내벽에 형성되는 지금(S)의 적어도 일부를 상기 상부 노즐(11)의 외측면에 형성되는 홈부(116)에 응고시키는 과정(S300); 및 상기 상부 노즐(11)과 상기 하부 노즐(51)을 분리하는 과정(S400);을 포함한다.
연속 주조 공정에서 제 1 용기 즉, 레이들은 예를 들어 레이들 터렛 유닛에 안착되어 교대로, 제 2 용기 즉, 턴디쉬의 상부에 위치하게 된다. 상부 노즐, 즉 콜렉터 노즐(11)과 하부 노즐 즉, 쉬라우드 노즐(51)을 결합하는 과정(S100)은 레이들이 주조 위치에 배치되는 경우 상기 레이들의 출강구에 장착되는 콜렉터 노즐(11)과 쉬라우드 노즐(51)을 내부 공간이 연통되도록 결합한다. 또한, 콜렉터 노즐(11)과 쉬라우드 노즐(51)을 결합하는 과정(S100)은 상기 쉬라우드 노즐(51)의 상부에 상기 콜렉터 노즐(11)의 하부를 삽입하여 결합할 수 있다. 이와 같은 결합 구조에 의하여 외부로부터 각 노즐의 내부로 공기가 혼입되는 것을 방지할 수 있다.
콜렉터 노즐(11)과 쉬라우드 노즐(51)이 결합되면 레이들의 출강구를 개공하여 레이들로부터 유입되는 용강을 턴디쉬로 공급(S200)하여 주조를 시작한다. 상기 콜렉터 노즐(11)과 쉬라우드 노즐(51)의 연통된 내부는 용강이 이동하는 통로가 되며, 결합된 콜렉터 노즐(11)과 쉬라우드 노즐(51)을 통해 레이들로부터 유입되는 용강을 턴디쉬로 공급하게 된다.
상기와 같이 콜렉터 노즐(11)과 쉬라우드 노즐(51)을 통해 레이들로부터 턴디쉬로 용강이 공급되면 쉬라우드 노즐(51)의 내벽에는 용강이 융착 응고되어 지금(S)이 생성된다. 따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 지금 제거 방법은 쉬라우드 노즐(51)의 내벽에 응고되는 지금(S)을 제거하기 위하여, 콜렉터 노즐(11)의 노즐 본체(112)의 외측면에 하단으로부터 연장 형성되는 홈부(116)를 형성하여 용강의 공급 중에 쉬라우드 노즐(51)의 내벽의 형성되는 지금(S)의 적어도 일부를 상기 홈부(116)에 응고(S300)시킨다.
즉, 홈부(116)는 주조 중에 쉬라우드 노즐(51)의 내벽에 생성되는 지금(S)의 일부가 상기 콜렉터 노즐(11)의 외측면에 형성되는 홈부(116) 내에서 인위적으로 응고되도록 하는 역할을 한다. 따라서, 쉬라우드 노즐(51)의 내벽에 생성되는 지금(S)은 노즐 본체(112)의 하단을 통하여 쉬라우드 노즐(51)로부터 상기 홈부(116)의 내부까지 연장 생성되게 된다.
레이들로부터 턴디쉬로 용강이 공급되면, 새로운 레이들로의 교체가 이루어지게 되고, 이러한 레이들의 교체시에 콜렉터 노즐(11)과 쉬라우드 노즐(51)은 분리(S400)되며, 새로운 레이들의 콜렉터 노즐(11)에 다시 쉬라우드 노즐(51)을 결합하여 연속 주조 공정을 수행하게 된다.
콜렉터 노즐(11)과 쉬라우드 노즐(51)의 분리(S400)시에 쉬라우드 노즐(51)의 내벽에 응고되는 지금(S)은 콜렉터 노즐(11)의 홈부(116)에 응고된 지금(S)의 일부와 일체로 유지되어, 상기 쉬라우드 노즐(51)로부터 분리되어 제거된다. 이를 위하여 상기 홈부(116)는, 적어도 일부가 수평 방향으로 형성되는 고정 홈부; 및 상기 고정 홈부와 연통되어 상기 노즐 본체(112)의 하단으로 연장되는 연장 홈부를 포함할 수 있다.
즉, 적어도 일부가 수평 방향으로 형성되는 고정 홈부에 의하여 쉬라우드 노즐(51)의 분리시에 상기 쉬라우드 노즐(51)의 내벽에 응고되는 지금(S)의 일부가 상기 콜렉터 노즐(11)의 홈부(116) 내로 유지·고정되고, 고정 홈부와 연통되어 노즐 본체(112)의 하단으로 연장되는 연장 홈부에 의하여 쉬라우드 노즐(51)의 내벽에 응고되는 지금(S)이 상기 고정 홈부의 내부까지 일체로 응고된다.
따라서, 상기 쉬라우드 노즐(51)을 하부로 이동하여 상기 콜렉터 노즐(11)로부터 분리하는 경우 별도의 공정 추가 없이 쉬라우드 노즐(51)의 내벽에 응고된 지금(S)을 제거하여 콜렉터 노즐(11)과 함께 폐기될 수 있게 된다.
상기에서, 본 발명의 바람직한 실시 예가 특정 용어들을 사용하여 설명 및 도시되었지만 그러한 용어는 오로지 본 발명을 명확하게 설명하기 위한 것일 뿐이며, 본 발명의 실시 예 및 기술된 용어는 다음의 청구범위의 기술적 사상 및 범위로부터 이탈되지 않고서 여러 가지 변경 및 변화가 가해질 수 있는 것은 자명한 일이다. 이와 같이 변형된 실시 예들은 본 발명의 사상 및 범위로부터 개별적으로 이해되어져서는 안 되며, 본 발명의 청구범위 안에 속한다고 해야 할 것이다.
10: 레이들 11: 콜렉터 노즐
20: 레이들 터렛 유닛 30: 턴디쉬
40: 주형 51: 쉬라우드 노즐
112: 노즐 본체 116: 홈부

Claims (12)

  1. 하부 노즐과 결합하여 제 1 용기로부터 유입되는 용강을 제 2 용기로 공급하는 상부 노즐로서,
    상기 제 1 용기의 하부에 장착되어 상기 제 1 용기의 내부와 연통되는 노즐 본체; 및
    상기 하부 노즐의 내벽에 생성되는 지금의 적어도 일부를 수용 가능하도록 상기 노즐 본체의 외측면에 하단으로부터 연장 형성되는 홈부;를 포함하고,
    상기 홈부는, 상기 하부 노즐의 분리시 상기 하부 노즐의 내벽에 응고되는 지금과 일체로 응고되는 지금의 일부를 수용하여 유지하는 상부 노즐.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 홈부는,
    상기 노즐 본체의 중심을 기준으로 복수 개가 대칭 형성되는 상부 노즐.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 홈부는,
    적어도 일부가 수평 방향으로 형성되는 고정 홈부; 및
    상기 고정 홈부와 연통되어 상기 노즐 본체의 하단으로 연장되는 연장 홈부를 포함하는 상부 노즐.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 고정 홈부의 수평 방향의 길이는 상기 노즐 본체의 내경의 0.4 내지 0.6 배의 값을 가지며,
    상기 고정 홈부 및 연장 홈부의 너비는 상기 노즐 본체의 내경의 0.2 내지 0.3 배의 값을 가지며,
    상기 고정 홈부 및 연장 홈부의 깊이는 상기 노즐 본체의 벽면 두께의 0.4 내지 0.6 배의 값을 가지는 상부 노즐.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 홈부는 적어도 하나 이상의 절곡부를 포함하는 상부 노즐.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 홈부는 상기 노즐 본체의 하단으로부터 점차 증가하는 너비를 가지도록 형성되는 상부 노즐.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 홈부는 "┐", "┬" 및 "┌┐" 중 어느 하나의 형상으로 형성되는 상부 노즐.
  8. 제 1 용기의 하부에 장착되는 상부 노즐과 하부 노즐을 결합하는 과정;
    상기 제 1 용기로부터 유입되는 용강을 상기 상부 노즐과 하부 노즐을 통해 제 2 용기로 공급하는 과정;
    상기 용강의 공급 중에 상기 하부 노즐의 내벽에 형성되는 지금의 적어도 일부를 상기 상부 노즐의 외측면에 형성되는 홈부에 응고시키는 과정; 및
    상기 상부 노즐로부터 상기 하부 노즐을 분리하는 과정;을 포함하고,
    상기 상부 노즐로부터 상기 하부 노즐을 분리하는 과정은, 상기 하부 노즐의 내벽에 응고되는 지금이 상기 상부 노즐의 홈부에 응고된 지금의 일부와 일체로 유지되어 상기 하부 노즐로부터 분리되는 지금 제거 방법.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 상부 노즐과 하부 노즐을 결합하는 과정은, 상기 하부 노즐의 상부에 상기 상부 노즐의 하부를 삽입하여 결합하고,
    상기 상부 노즐로부터 상기 하부 노즐을 분리하는 과정은, 상기 하부 노즐을 하부로 이동하여 상기 상부 노즐로부터 분리하는 지금 제거 방법.
  10. 삭제
  11. 청구항 8에 있어서,
    상기 상부 노즐로부터 상기 하부 노즐을 분리하는 과정은 상기 제 1 용기의 교환시에 이루어지는 지금 제거 방법.
  12. 청구항 8에 있어서,
    상기 제 1 용기와 제 2 용기는 레이들과 턴디쉬이고,
    상기 상부 노즐과 하부 노즐은 콜렉터 노즐과 쉬라우드 노즐인 지금 제거 방법.
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