KR101930749B1

KR101930749B1 - 노즐 및 주조방법

Info

Publication number: KR101930749B1
Application number: KR1020160163552A
Authority: KR
Inventors: 이종우
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2016-12-02
Filing date: 2016-12-02
Publication date: 2018-12-19
Also published as: KR20180063605A

Abstract

본 발명은 노즐 및 이를 이용한 주조방법에 관한 것으로서, 용기에 유체를 공급하는 노즐로서, 상기 유체가 유입되도록 상부가 개구되고, 상기 유체가 배출되도록 하부에 구비되는 제1토출구와, 하부 측벽에 서로 대향하도록 구비되는 제2토출구를 포함하는 중공형의 몸체; 및 적어도 일부가 상기 몸체의 내부에 구비되고, 상기 제2토출구를 개방 및 폐쇄하여 유체가 토출되는 위치를 조절할 수 있는 유도부재;를 포함하고, 래들 개공 시 충전재와 용강이 턴디쉬 내에서 서로 다른 위치에 배출되도록 하여 용강 중으로 충전재의 혼입을 억제할 수 있다.

Description

노즐 및 주조방법{Nozzle and casting method}

본 발명은 노즐 및 주조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 용강의 오염을 억제 혹은 방지할 수 있는 노즐 및 주조방법에 관한 것이다.

용강을 운반하는 래들은 내화물로 제조되는 벽체와, 용강 내의 온도나 성분을 균일화시키기 위해 불활성 가스를 취입할 수 있는 플러그와, 처리가 완료된 용강을 주조하기 위해 벽체의 바닥에 형성되어 용강을 배출시킬 수 있는 배출구를 포함한다.

래들에 마련된 배출구 내에는 탑 노즐이 삽입 설치되고, 래들의 하측에는 연주기와 연결된 쉬라우드 노즐(shroud nozzle)이 설치되며, 이러한 탑 노즐과 쉬라우드 노즐 사이에 슬라이딩 노즐이 설치된다. 슬라이딩 노즐에는 탑 노즐 및 쉬라우드 노즐 각각의 내부 공간과 연통 가능한 유로가 형성되어 있으며, 슬라이딩 노즐의 동작에 따라 탑 노즐과 쉬라우드 노즐이 상호 연통이 조절된다.

래들의 용강을 턴디쉬로 공급하기 위해 통상적으로, 슬라이딩 노즐을 개방하였을 때, 용강이 쏟아지는지는 힘에 의해 탑 노즐과 쉬라우드 노즐이 자연 개공되어, 래들의 용강이 턴디쉬로 이동하는 방법을 취한다. 이러한 자연 개공을 위해 용강을 래들에 수강시키기 전에, 래들의 배출구에 다수의 입자, 예컨대 모래와 같은 입자로 이루어진 충전재, 예컨대 필러를 투입하고, 래들 내에 용강을 수강한다. 이때, 고온의 용강과 충전재 간의 반응에 의해 소결층이 만들어진다. 그리고 용강을 출강하기 위해서 슬라이딩 노즐을 개방하면, 용강의 철정압에 의해 소결층이 깨지면서 충전재가 탑노즐과 쉬라우드 노즐에 형성되는 유로를 따라 배출되어 턴디쉬에 빠지고, 이에 배출구 및 탑 노즐이 자연 개공됨에 따라, 래들 내의 용강이 턴디쉬로 배출된다.

그런데 쉬라우드 노즐을 따라 배출되는 충전재와 용강이 턴디쉬 내에서 동일한 영역으로 배출되고, 이후 연속적으로 배출되는 용강에 의해 충전재가 용강 중으로 혼입된다. 이렇게 용강 중으로 혼입된 충전재는 쉬라우드 노즐에서 지속적으로 배출되는 용강에 의해 턴디쉬에서 미처 부상하지 못하고 몰드로 주입되어 주편의 품질을 저하시키는 문제점이 있다.

또한, 연속주조를 위해 래들을 교체하는 과정에서 이와 같은 현상이 반복적으로 일어나기 때문에, 래들 교환 시점에 주조된 주편의 품질이 저하되는 문제점이 있다.

KR 0181533Y KR 2013-0062596A

본 발명은 용강의 오염을 억제하여 주편의 품질 저하를 억제할 수 있는 노즐 및 주조방법을 제공한다.

본 발명은 공정 효율 및 생산성을 향상시킬 수 있는 노즐 및 주조방법을 제공한다.

본 발명의 실시 형태에 따른 노즐은, 용기에 유체를 공급하는 노즐로서, 상기 유체가 유입되도록 상부가 개구되고, 상기 유체가 배출되도록 하부에 구비되는 제1토출구와, 하부 측벽에 서로 대향하도록 구비되는 제2토출구를 포함하는 중공형의 몸체; 및 적어도 일부가 상기 몸체의 내부에 구비되고, 상기 제2토출구를 개방 및 폐쇄하여 유체가 토출되는 위치를 조절할 수 있는 유도부재;를 포함할 수 있다.

상기 유도부재는, 일측은 상기 몸체의 내부에 상기 제1토출구의 상부에 구비되고, 타측은 상기 제2토출구의 외측으로 연장되도록 구비되는 제1유도플레이트; 일측은 상기 몸체 내부에서 상기 제1유도플레이트의 일측에 구비되고, 타측은 상기 제2토출구의 외측으로 연장되도록 구비되는 제2유도플레이트; 및 상기 제1유도플레이트의 타측과 상기 제2유도플레이트의 타측이 상하방향으로 이동 가능하도록 상기 제2유도플레이트와 상기 제1유도플레이트를 상기 몸체에 각각 연결하는 연결부재;를 포함할 수 있다.

상기 제1유도플레이트와 상기 제2유도플레이트는 상기 제2토출구 측으로 하향 경사지게 배치될 수 있다.

상기 제2유도플레이트의 적어도 일부는 상기 제1유도플레이트의 일측 하부에 상기 제1유도플레이트의 적어도 일부와 중첩되도록 구비될 수 있다.

상기 제1유도플레이트와 상기 제2유도플레이트의 상부면에는 유체의 이동방향에 대해서 교차하는 방향으로 곡률을 가지는 곡면이 형성될 수 있다.

상기 몸체에는 상기 유체가 이동하는 유로가 형성되고, 상기 유도부재는 상기 몸체 내부에서 상기 유로의 적어도 일부를 개방하도록 구비될 수 있다.

상기 제1유도플레이트와 상기 제2유도플레이트의 타측에는 무게추가 구비될 수 있다.

본 발명의 실시 형태에 따른 주조방법은, 주조방법으로서, 용강이 수용되는 래들을 마련하는 과정; 상기 래들에 형성되는 배출구를 충전하는 충전재를 탈락시키고, 상기 배출구를 통해 용강을 배출시키는 과정; 상기 래들에 연결되는 노즐을 통해 상기 충전재와 상기 용강을 서로 다른 위치로 배출시키는 과정;을 포함할 수 있다.

상기 충전재와 상기 용강을 서로 다른 위치로 배출시키는 과정에서, 상기 충전재와 상기 용강의 비중 차이를 이용하여 유도부재의 유도플레이트의 기울기를 조절하여 상기 충전재와 상기 용강이 배출되는 위치를 변경할 수 있다.

상기 충전재와 상기 용강을 서로 다른 위치로 배출시키는 과정은, 상기 노즐에 구비되는 유도부재를 이용하여 상기 충전재는 상기 노즐의 적어도 일측으로 배출시키고, 상기 용강은 상기 노즐의 하부로 배출시킬 수 있다.

본 발명의 실시 형태에 따르면, 래들 개공 시 충전재와 용강이 턴디쉬 내에서 서로 다른 위치에 배출되도록 하여 용강 중으로 충전재의 혼입을 억제할 수 있다. 따라서 충전재로 인한 용강의 오염을 억제하여 주편의 품질 저하를 억제 혹은 방지할 수 있다. 또한, 연속 주조 시 래들 교체 시점에서 용강으로의 충전재 혼입을 방지하여 주편 품질 저하를 억제하고 이를 통해 공정 효율 및 생산성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 노즐이 적용되는 주조장치의 요부 구성을 보여주는 도면.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 노즐의 단면도.
도 3은 도 2에 도시된 노즐의 요부 구성을 보여주는 사시도.
도 4는 도 3에 도시된 유도부재의 작동 상태를 보여주는 단면도.
도 5 및 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 주조방법을 설명하기 위한 도면.

이하, 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 노즐이 적용되는 주조장치의 요부 구성을 보여주는 도면이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 노즐의 단면도이고, 도 3은 도 2에 도시된 노즐의 요부 구성을 보여주는 사시도이고, 도 4는 도 3에 도시된 유도부재의 작동 상태를 보여주는 단면도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 연속주조장치는 용강(molten steel; M)이 저장되는 래들(100)과, 래들(100)로부터 용강(M)을 공급받는 턴디쉬(400), 래들(100) 내의 용강을 턴디쉬(400)에 공급하는 노즐 유닛(200)을 포함한다. 그리고 도시되지 않았지만, 턴디쉬(400)의 하부에는 턴디쉬(400)로부터 용강을 제공받아 용강(M)을 1차 냉각시키는 주형(미도시)과, 턴디쉬(400) 내 용강을 주형으로 공급하는 침지노즐(미도시)를 포함할 수 있다.

래들(100)은 내부에 용강을 수용할 수 있도록 상부는 개방되고 내부는 용강이 수용되는 공간이 형성된다. 그리고 래들(100)의 하부, 예컨대 바닥에는 래들(100) 내 수용되는 용강(M)을 턴디쉬(400)로 공급할 수 있도록 용강(M)을 배출시키는 배출구(120)가 형성될 수 있다.

노즐 유닛(200)은 래들(100)의 배출구(120)에 연결되는 탑노즐(210)과, 래들(100)의 저면에서 탑노즐(210)과 연결되어 탑노즐(210)을 개폐하는 슬라이딩 노즐(220)과, 슬라이딩 노즐(220)의 하부에 구비되는 콜렉터 노즐(230) 및 콜렉터 노즐(230)의 하부에 구비되는 쉬라우드 노즐(240)을 포함할 수 있다. 이때, 노즐 유닛(200) 중 탑노즐(210)은 래들(100)의 배출구(120)에 삽입 및 고정되며, 배출구(120)에는 탑노즐(210)을 고정시킬 수 있도록 웰블럭(110)이 마련될 수 있다.

이들 노즐 유닛(200)은 내부가 서로 연통되도록 구비되어 래들(100)에서 턴디쉬(400)로 공급되는 용강(M)의 이동 경로로 사용될 수 있다. 이때, 슬라이딩 노즐(220)은 용강(M)이 이동하는 방향에 교차하는 방향으로 이동 가능하도록 형성되어, 탑노즐(210)과, 콜렉터 노즐(230) 및 쉬라우드 노즐(240) 내부에 형성되는 유로를 연통 또는 차단하여 용강(M)의 흐름 및 유량을 조절할 수 있다.

이와 같이 노즐 유닛(200) 중 슬라이딩 노즐(220)의 작동을 통해 래들(100)에 수용되는 용강을 턴디쉬(400)로 공급하게 되는데, 용강(M)을 래들(100)에 수강할 때나 래들(100)에 수강된 용강(M)을 이동시키는 과정에서 용강(M)이 탑노즐(210)이나 슬라이딩 노즐(220)과 접촉하는 경우 탑노즐(210)이나 슬라이딩 노즐(220)의 막힘 현상이 발생할 수 있으므로, 래들(100)에는 배출구(120)를 폐쇄하는 충전재(300)가 마련되어 있다. 즉, 용강이 탑노즐(210)이나 슬라이딩 노즐(220)과 접촉하게 되면 용강(M)이 응고되어 탑노즐(210)이 막히거나 슬라이딩 노즐(220)의 작동 오류가 발생할 수 있으므로 충전재(300)를 통해 용강(M)과 탑노즐(210) 및 슬라이딩 노즐(220) 간의 접촉을 차단하는 것이다.

충전재(300)는 배출구(120) 내부에 충전되어 웰블럭(110)과, 탑노즐(210) 및 슬라이딩 노즐(220)과 접촉하도록 충전될 수 있다.

충전재(300)는 배출구(120) 내에서 고온의 용강에 의해 소결층으로 형성되어 있다가, 주조를 위해 슬라이딩 노즐(220)을 작동시켜 탑노즐(210)과 콜렉터 노즐(230) 사이를 개방하면, 용강의 철정압에 의해 깨지면서 노즐 유닛(200) 내 유로를 따라 배출되어 턴디쉬(400) 내 용강으로 떨어진다.

종래에는 충전재와 용강이 턴디쉬 내 동일한 위치로 배출되기 때문에 충전재가 턴디쉬로 배출된 이후 턴디쉬에 지속적으로 배출되는 용강에 의해 충전재가 용강 중으로 혼입되는 문제점이 있었다. 또한, 용강 중 충전재가 제거되지 않은 상태로 턴디쉬에서 몰드로 주입되어 주편의 품질을 저하시키는 문제점이 있었다.

이에 본 발명에서는 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 노즐 유닛(200) 중 쉬라우드 노즐(240)에 유도부재(250)를 설치하였다. 유도부재(250)는 충전재(300)와 용강(M)이 서로 다른 위치로 배출되도록 안내하여 용강(M) 중으로 충전재(300)가 혼입되는 것을 억제 혹은 방지할 수 있다.

도 2를 참조하면, 노즐, 예컨대 쉬라우드 노즐(240)은 내부에 용강이 이동하는 유로가 형성되고, 상부는 용강이 유입되도록 개구가 형성되고, 하부에는 용강이 배출되도록 제1토출구(241)가 형성되며, 하부 측벽에는 제2토출구(244)가 형성되는 중공형의 몸체(242)와, 몸체(242) 내부에 구비되어 용강과 충전재(300)를 서로 다른 위치로 배출시키는 유도부재(250)를 포함할 수 있다. 이때, 유도부재(250)는 몸체(242)의 하부에 몸체(242) 내부를 가로지르도록 구비되어 용강과 충전재(300)의 배출 높이를 조절하여 용강과 충전재(300)의 이동 거리를 조절함으로써 용강과 충전재(300)를 서로 다른 위치로 배출시킬 수 있다. 즉, 충전재(300)는 제2토출구(244)로 배출되고, 용강은 제1토출구(241)로 배출될 수 있다.

도 3을 참조하면, 유도부재(250)는 몸체(242) 내부에서 제1토출구(241) 상부에 유로를 일부 개방하도록 구비될 수 있다. 유도부재(250)는 일측은 몸체(242)의 내부에 구비되고, 타측은 제2토출구(244)의 외측으로 연장되도록 구비되는 제1유도플레이트(252a)와, 일측은 몸체(242) 내부에서 제1유도플레이트(252a)의 일측 하부에 구비되고 타측은 제2토출구(244)의 외측으로 연장되도록 구비되는 제2유도플레이트(252b) 및 제1유도플레이트(252a)와 제2유도플레이트(252b)의 타측이 상하방향으로 이동 가능하도록 제1유도플레이트(252a)와 제2유도플레이트(252b)를 몸체(242)에 각각 연결하는 연결부재(254a, 254b)를 포함할 수 있다. 이때, 유도부재(250)는 각 구성요소가 분리 가능하도록 제작되어, 몸체(242)에 연결부재(254a, 254b)를 삽입하기 위한 홀(미도시)을 형성하고, 연결부재(254a, 254b)를 홀을 통해 삽입하면서 제1토출구(241) 및 제2토출구(244)를 통해 제1유도플레이트(252a)와 제2유도플레이트(252b)를 삽입하여 조립할 수 있다. 이외에도 유도부재(250)는 다양한 방법을 설치될 수 있음은 물론이다.

제1유도플레이트(252a)는 상부면에 용강과 충전재(300)이 이동 가능하도록 면적을 가지며, 일방향으로 연장되는 플레이트 형상으로 형성될 수 있다. 이때, 제1유도플레이트(252a)의 상부면에는 용강과 충전재(300)이 이동할 수 있는 이동 경로가 형성되며, 이동 경로는 제1유도플레이트(252a)가 연장되는 방향을 따라 형성될 수 있다. 또한, 제1유도플레이트(252a)의 상부면에는 이동경로에 대해서, 즉 용강과 충전재(300)가 이동하는 방향에 대해서 교차하는 방향으로 곡률을 가지는 곡면이 형성될 수 있다.

제1유도플레이트(252a)는 몸체(242) 내부에 배치되는 일측에 연결부재(254a)가 구비될 수 있다. 연결부재(254a)는 몸체(242) 내부에 배치되는 제1유도플레이트(252a)의 일측에 가까운 위치에 구비될 수 있다. 이에 따라 제1유도플레이트(252a)는 그 하중에 의해 제2토출구(244) 측에 인접한 타측이 몸체(242) 내부에 배치되는 일측보다 낮은 위치에 배치될 수 있다. 즉, 제1유도플레이트(252a)는 몸체(242) 외측으로, 다시 말해서 제2토출구(244) 측으로 하향경사지게 배치되어 용강과 충전재(300)가 몸체(242) 내부에서 제2토출구(244) 측으로 배출되도록 할 수 있다. 연결부재(254a)는 제1유도플레이트(252a)의 양쪽에 제1유도플레이트(252a)이 길이방향에 대해서 교차하는 방향으로 연장되는 핀형상으로 형성될 수 있다. 이 경우, 몸체(242)에는 연결부재(254a, 254b)를 삽입할 수 있도록 고정홈(미도시)이 형성될 수 있다. 이에 제1유도플레이트(252a)는 연결부재(254a)를 고정홈에 삽입하여 몸체(242)에 회전 가능하도록 연결될 수 있다. 이때, 제1유도플레이트(252a)는 연결부재(254a)를 중심으로 양측이 상하방향으로 이동할 수 있으며, 제2토출구(244) 외측으로 연장되는 제1유도플레이트(252a)의 타측이 몸체(242) 내측에 구비되는 일측보다 상하방향으로의 이동 범위가 더 크다.

한편, 여기에서는 연결부재(254a)가 핀 형상으로 형성되는 것으로 설명하지만, 제1유도플레이트(252a)의 양측을 상하방향으로 이동, 즉 시소운동 가능하도록 연결할 수 있다면 연결부재(254a)와 몸체(242)에 형성되는 고정홈은 다양한 형상으로 형성될 수 있음은 물론이다.

제2유도플레이트(252b)는 제1유도플레이트(252a)와 거의 유사한 형태로 구성되어 몸체(242)에 연결될 수 있다. 이때, 제2유도플레이트(252b)의 일측, 즉 몸체(242) 내부에 배치되는 일측은 제1유도플레이트(252a)의 일측 하부에 중첩되도록 배치될 수 있다. 이에 제2유도플레이트(252b)는 제1유도플레이트(252a)의 일측을 지지함으로써 제1유도플레이트(252a)가 소정의 각도(D₀), 예컨대 제1유도플레이트(252a)가 제1유도플레이트(252a)의 일측과 접하는 수평면에 대하여 40 내지 50˚ 정도의 각도를 가지며 경사지게 배치될 수 있다. 또한, 제2유도플레이트(252b)의 일측은 제1유도플레이트(252a)의 일측에 의해 가압 및 지지되어 제1유도플레이트(252a)와 유사한 각도를 가지며 경사지게 배치될 수 있다. 이러한 구성을 통해 유도부재(250)는 몸체(242)에 'ㅅ'형상을 갖도록 구비될 수 있다.

제1유도플레이트(252a)의 일측과 제2유도플레이트(252b)의 일측은 몸체(242) 내부에 용강과 충전재(300)의 이동방향에 대해서 교차하는 방향으로 배치될 수 있다. 이에 래들 개공으로 인해 충전재(300)와 용강이 몸체(242) 내부에 형성되는 유로를 따라 배출되면, 충전재(300)와 용강이 낙하하는 힘에 의해 제1유도플레이트(252a)의 일측과 제2유도플레이트(252b)의 일측이 가압되어 하강하게 된다. 또한, 제1유도플레이트(252a)의 일측과 제2유도플레이트(252b)의 일측이 하강함에 따라 연결부재(254a, 254b)를 중심으로 제1유도플레이트(252a)의 타측과 제2유도플레이트(252b)의 타측이 상승하게 된다. 이에 제1유도플레이트(252a)와 제2유도플레이트(252b)는 거의 수평을 이루며 배치될 수 있다. 이때, 제1유도플레이트(252a)의 타측과 제2유도플레이트(252b)의 타측은 제2토출구(244)의 상부에 접촉되어 제2토출구(244)를 폐쇄하여 용강이 제2토출구(244)로 배출되는 것을 억제 혹은 방지할 수 있다.

유도부재(250)에 의해 제2토출구(244)가 폐쇄되면, 용강은 유도부재(250)의 양쪽으로 유입되어 제1토출구(241)로 배출될 수 있다. 이와 같이 충전재(300)는 제2토출구(244)를 통해 몸체(242)의 양측으로 배출되고, 용강은 제1토출구(241)를 통해 몸체(242)의 하부로 배출되어 충전재(300)가 용강 중으로 혼입되는 것을 억제 혹은 방지할 수 있다.

그리고 용강의 배출이 완료되면, 용강이 낙하하는 힘에 의해 가압되어 하강되어 있던 제1유도플레이트(252a)의 일측과 제2유도플레이트(252b)의 일측이 상승하게 되고, 제1유도플레이트(252a)의 타측과 제2유도플레이트(252b)의 타측은 하강하여 용강과 충전재(300)가 배출되기 이전 상태로 복귀하게 된다. 이때, 제1유도플레이트(252a)과 제2유도플레이트(252b)의 움직임이 원활하게 되도록 제1유도플레이트(252a)의 타측 하부와 제2유도플레이트(252b)의 타측 하부에는 무게추(256a, 256b)가 구비될 수 있다. 즉, 제1유도플레이트(252a)와 제2유도플레이트(252b)는 몸체(242) 외측으로 하향 경사지게 배치되는데, 이때 연결부재(254a, 254b)를 중심으로 제1유도플레이트(252a)의 타측과 제2유도플레이트(252b)의 타측의 하중에 의해 제1유도플레이트(252a)와 제2유도플레이트(252b)의 경사를 유지할 수 있다. 그러나 제1유도플레이트(252a)의 타측 하부와 제2유도플레이트(252b)의 타측 하부에 무게추(256a, 256b)를 설치하면, 제1유도플레이트(252a)의 타측과 제2유도플레이트(252b)의 타측의 하중을 증가시켜 원래 상태로 원활하게 복귀시킬 수 있다. 또한, 무게추(256a, 256b)는 용강 및 충전재(300) 배출시 제1유도플레이트(252a)의 타측과 제2유도플레이트(252b)의 타측의 급격한 상승을 억제하여 안전사고 발생을 방지할 수 있다.

이하에서는 본 발명의 실시 예에 따른 노즐이 적용된 주조설비를 이용한 주조방법에 대해서 설명한다.

도 5 및 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 주조방법을 설명하기 위한 도면이다.

먼저, 정련이 완료된 용강을 래들(100)에 장입하고, 래들(100)을 연속주조설비로 이동하여 래들 터렛에 안착시킨다. 이때, 래들(100)의 하부에 마련되는 배출구(120)는 충전재(300)에 의해 폐쇄되어 있다.

그리고 래들(100)의 하부에 구비되는 콜렉터 노즐(230)에 쉬라우드 노즐(240)을 밀착시켜 주조를 준비한다. 이때, 쉬라우드 노즐(240)의 하부는 턴디쉬(400) 내 용강에 침지될 수 있다. 그리고 쉬라우드 노즐(240)의 내부, 즉 몸체(242) 내부에 구비되는 유도부재(250)는 제1유도플레이트(252a)와 제2유도플레이트(252b)가 일정 각도를 유지하는 초기 상태를 유지할 수 있다. 여기에서 초기 상태란 제1유도플레이트(252a)와 제2유도플레이트(252b)가 그 일측에 접하는 수평면과 40 내지 50˚ 정도의 각도를 유지하는 것을 의미한다. 다시 말해서 제1유도플레이트(252a)과 제2유도플레이트(252b)가 90 내지 100˚ 정도의 각도를 유지하며 경사지게 배치되는 것을 의미한다.

이후, 주조가 시작되면, 콜렉터 노즐(230) 상부에 구비되는 슬라이딩 노즐(220)을 작동시켜 콜렉터 노즐(230)과 쉬라우드 노즐(240) 사이를 개방하면, 래들(100) 내 수용되는 용강의 철정압에 의해 래들(100)의 배출구(120)에 마련된 충전재(300)가 배출구(120)로부터 탈락되면서 배출구(120)가 자연 개공되고 개공된 배출구(120)를 통해 용강이 배출되기 시작한다. 이때, 배출구(120)로부터 탈락된 충전재(300)는 콜렉터 노즐(230)과 쉬라우드 노즐(240) 내 유로를 따라 배출되어 쉬라우드 노즐(240)의 제2토출구(244)로 배출되고, 이어서 용강은 제1토출구(241)를 통해 배출될 수 있다. 충전재(300)와 용강은 유로를 따라 배출되면서 유도부재(250)의 제1유도플레이트(252a)와 제2유도플레이트(252b)의 상부면에 충돌할 수 있다. 충전재(300)와 용강은 몸체(242) 내부에 배치되는 제1유도플레이트(252a)의 일측과 제2유도플레이트(252b)의 일측에 충돌하게 된다.

일반적으로 충전재(300)는 용강보다 비중이 낮은 물질로 형성되고, 그 양이 적기 때문에 제1유도플레이트(252a)와 제2유도플레이트(252b)의 상부면에 충돌하더라도 도 5에 도시된 바와 같이 제1유도플레이트(252a)와 제2유도플레이트(252b)의 움직임이 거의 발생하지 않는다. 이에 충전재(300)가 제1유도플레이트(252a)와 제2유도플레이트(252b)에 충돌하는 경우, 제1유도플레이트(252a)와 제2유도플레이트(252b)는 초기 상태를 유지하게 된다.

여기에서 충전재(300)는 용강과 일부 혼합되어 배출될 수 있어 제1유도플레이트(252a)와 제2유도플레이트(252b)의 움직임이 다소 발생할 수 있지만, 충전재(300)가 배출경로에 미칠 정도는 아니다.

충전재(300)가 제2토출구(244)를 통해 배출된 이후 용강은 제1토출구(241)를 통해 배출되는데, 쉬라우드 노즐(240)의 몸체(242) 내부를 따라 배출되는 용강은 제1토출구(241)로 배출되기 전 제1유도플레이트(252a)의 일측과 제2유도플레이트(252b)의 일측에 충돌하게 된다. 이때, 용강은 충전재(300)에 비해 비중이 크고, 래들(100)의 배출구(120)를 통해 한꺼번에 많은 양이 쏟아져 나오기 때문에 철정압에 의해 제1유도플레이트(252a)와 제2유도플레이트(252b)에 상당히 큰 압력이 가해지게 된다. 이에 도 6에 도시된 바와 같이 제1유도플레이트(252a)의 일측과 제2유도플레이트(252b)은 하강하게 되고, 제1유도플레이트(252a)의 타측과 제2유도플레이트(252b)의 타측은 상승하여 제2토출구(244)의 상부에 접촉함으로써 제2토출구(244)를 폐쇄하게 된다. 제1유도플레이트(252a)와 제2유도플레이트(252b)의 움직임에 의해 제1유도플레이트(252a)와 제2유도플레이트(252b)는 거의 180˚ 정도를 이루며 수평을 유지하게 된다. 제1유도플레이트(252a)와 제2유도플레이트(252b)가 움직임에 따라 용강의 배출경로에 변화가 발생하게 된다. 즉, 제1유도플레이트(252a)와 제2유도플레이트(252b)의 경사도가 증가하여 제2토출구(244)를 폐쇄하기 때문에 용강은 유도부재(250)의 양쪽으로 유입되어 몸체(242) 하부의 제1토출구(241)로 배출될 수 있다. 이로 인해 충전재(300)와 용강은 서로 다른 위치로 배출되어 지속적으로 배출되는 용강에 의해 충전재(300)가 용강 중으로 혼입되는 것을 억제 혹은 방지할 수 있다. 용강이 주입되는 동안 충전재(300)는 용강 상부로 부상되어 슬래그로 제거될 수 있다.

이와 같은 방법으로 래들(100)에 수용된 용강의 주입이 완료되면, 제1유도플레이트(252a)와 제2유도플레이트(252b)는 초기 상태로 복귀할 수 있다. 이때, 제1유도플레이트(252a)와 제2유도플레이트(252b)의 하부에 구비되는 무게추(256a, 256b)에 의해 초기 상태로 더 원활하게 복귀할 수 있다.

그리고 연속주조를 위한 래들 교체 시 전술한 바와 같은 과정을 반복적으로 수행하여 래들 개공 시 충전재가 용강 중으로 혼입되는 것을 효과적으로 억제 혹은 방지할 수 있다.

한편, 본 발명의 기술적 사상은 상기 실시 예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기 실시 예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주지해야 한다. 또한, 본 발명의 기술분야에서 당업자는 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시 예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.

100: 래들 120: 배출구
210: 탑노즐 220: 슬라이딩 노즐
230: 콜렉터 노즐 240: 쉬라우드 노즐
241: 제1토출구 242: 몸체
244: 제2토출구 250: 유도부재
252a: 제1유도플레이트 252b: 제2유도플레이트
254a, 254b: 연결부재 256a, 256b: 무게추
300: 충전재 400: 턴디쉬

Claims

용기에 유체를 공급하는 노즐로서,
상기 유체가 유입되도록 상부가 개구되고, 상기 유체를 이동시킬 수 있도록 내부에 형성되는 유로와, 상기 유체가 배출되도록 하부에 구비되는 제1토출구와, 하부 측벽에 서로 대향하도록 구비되는 제2토출구를 포함하는 중공형의 몸체; 및
적어도 일부가 상기 몸체의 내부에 구비되고, 상기 제2토출구를 개방 및 폐쇄하여 유체가 토출되는 위치를 조절할 수 있는 유도부재;
를 포함하고,
상기 유도부재는,
상기 유로의 적어도 일부를 개방할 수 있도록 일측은 상기 몸체의 내부에서 상기 제1토출구의 상부에 구비되고, 타측은 상기 제2토출구의 외측으로 연장되도록 구비되는 제1유도플레이트;
상기 유로의 적어도 일부를 개방할 수 있도록 일측은 상기 몸체 내부에서 상기 제1유도플레이트의 일측에 구비되고, 타측은 상기 제2토출구의 외측으로 연장되도록 구비되는 제2유도플레이트; 및
상기 제1유도플레이트와 상기 제2유도플레이트는 상기 제2토출구를 개방 및 폐쇄할 수 있도록, 상기 제1유도플레이트의 타측과 상기 제2유도플레이트의 타측을 상기 몸체에 상하방향으로 이동 가능하게 연결하는 연결부재;
를 포함하여, 상기 제1토출구를 통해 상기 유체를 배출시키고, 상기 제2토출구를 통해 상기 유체보다 비중이 낮은 물질을 배출시키는 노즐.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 제1유도플레이트와 상기 제2유도플레이트는 상기 제2토출구 측으로 하향 경사지게 배치되는 노즐.
청구항 3에 있어서,
상기 제2유도플레이트의 적어도 일부는 상기 제1유도플레이트의 일측 하부에 상기 제1유도플레이트의 적어도 일부와 중첩되도록 구비되는 노즐.
청구항 4에 있어서,
상기 제1유도플레이트와 상기 제2유도플레이트의 상부면에는 유체의 이동방향에 대해서 교차하는 방향으로 곡률을 가지는 곡면이 형성되는 노즐.
삭제
청구항 5에 있어서,
상기 제1유도플레이트와 상기 제2유도플레이트의 타측에는 무게추가 구비되는 노즐.
주조방법으로서,
용강이 수용되는 래들을 마련하는 과정;
상기 래들에 형성되는 배출구를 충전하는 충전재를 탈락시키고, 상기 배출구를 통해 용강을 배출시키는 과정;
상기 래들에 연결되는 노즐을 통해 상기 충전재와 상기 용강을 서로 다른 위치로 배출시키는 과정;
을 포함하고,
상기 충전재와 상기 용강을 서로 다른 위치로 배출시키는 과정은,
상기 충전재와 상기 용강의 비중 차이를 이용하여 상기 노즐의 내부에서 상기 충전재와 상기 용강이 배출되는 이동 경로를 변경하는 주조방법.
청구항 8에 있어서,
상기 충전재와 상기 용강을 서로 다른 위치로 배출시키는 과정은,
상기 충전재와 상기 용강의 비중 차이를 이용하여 유도부재의 유도플레이트의 기울기를 조절하여 상기 충전재와 상기 용강이 배출되는 위치를 변경하는 주조방법.
청구항 9에 있어서,
상기 충전재와 상기 용강을 서로 다른 위치로 배출시키는 과정은,
상기 유도부재를 이용하여 상기 충전재는 상기 노즐의 적어도 일측으로 배출시키고, 상기 용강은 상기 노즐의 하부로 배출시키는 주조방법.