KR19980046400A - 연속주조용 침지노즐의 막힘방지방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 연속주종용 침지노즐의 막힘방지방법에 관한 것으로, 특히 연속주조용 침지노즐의 막힘방지방법에 있어서, 침지노즐(1)에 발열체(9,10)를 내장하고, 상기 발열체(9,10)를 이용하여 상기 침지노즐(1)이 내벽 온도가 용강의 온도보다 높도록 가열하는 연속주조용 침지노즐의 막힘방지방법에 관한 것이다.

Description

연속주조용 침지노즐의 막힘방지방법

본 발명은 연속주조용 침지노즐의 막힘방지방법에 관한 것으로, 특히 강의 연속주조공정에서 용강을 턴디쉬에서 몰드로 이송하는 통로 역할을 하는 침지노즐에 원통형으로 발열체를 내장 삽입하여 용강의 냉각에 의한 침지노즐의 막힘현상을 방지할 수 있는 연속주조용 침지노즐의 막힘방지방법에 관한 것이다.

도 1에 도시한 바와 같이 연속주조용 침지노즐(1)은 턴디쉬로부터 용강을 몰드로 주입시키는 노즐로서, 상단이 하부노즐(6)과 연결되어 있고, 몰드에 침지되어 있는 하단부에 용강토출구(7)가 형성되어 있다.

이때 침지노즐(1)의 재질은 내침식성과 내스폴링(Spalling)성을 향상시키기 위하여 알루미나-실리카질(Al₂O₃-SiO₂-C) 또는 CaO-지르코니아질(CaO-ZrO₂-C)의 내화물을 사용한다.

그리고 침지노즐(1)은 주조중 용강내에 존재하는 미세한 비금속산화물 알갱이인 개개물의 응집이나 용강이 응고하면서 부착된 지금 등에 의하여 내부의 단면적이 감소하는 막힘현상이 발생한다.

또한 침지노즐(1)에 부착된 부착물의 종류는 개재물이나 지금이 단독으로 부착하는 경우도 있으나 대부분은 지금과 개재물이 섞여있는 상태이며, 개재물 부착의 주원인은 침지노즐 내부를 흐르는 용강이 노즐벽면에서 층류를 형성함으로 용강속도가 저하하여 부착된다.

이때 침지노즐(1)이 안쪽의 벽면에서 형성되는 층류의 두께는 용강의 점도가 증가하거나 용강의 속도가 감소하면 증가하며, 용강의 점도는 용강의 온도와 비례관계에 있어, 용강온도가 감소하면 점도가 증가한다.

그러므로 침지노즐(1) 내부의 개재물 부착을 억제하기 위해서는 층류의 두께를 감소시켜야 하며, 층류의 두께를 감소시키기 위해서는 용강의 속도를 증가시키고, 용강의 점도를 감소시켜야 한다.

그러나 용강의 속도는 주조속도에 따라 결정되기 때문에 제어하기 곤란하므로, 용강의 점도를 낮추는 다시 말하면 용강의 온도를 상승시키는 방법이 용이하다.

또한 침지노즐 벽면의 지금 부착은 용강의 온도 저하가 주요인으로서 용강의 온도가 융점이하로 떨어지게 되면 침지노즐 벽면에 응고하여 부착된다.

이때 침지노즐(1)의 막힘이 발생하면 주조속도가 감소하여 조업이 불안정해지고 생산성을 저하시킬 뿐만 아니라 몰드내의 탕면 불안정에 따른 몰드파우더의 혼입에 의해 주편의 품질 저하를 초래한다.

또한 주조중에 부착된 개재물의 박리 등으로 인하여 개재물 혼입에 따른 용강 청정성을 악화시키기도 한다.

한편 침지노즐에서 막힘현상이 일어나는 부분은 도 2에 도시한 바와 같이 침지노즐 상부와 중간부분 및 토출구 부분으로 구분할 수 있으며, 작업조건에 따라 특정부분에서 부착정도가 심하게 나타날 수 있다.

여기서 상기와 같은 문제점으로 인하여 침지노즐의 막힘을 방지하기 위해서는 용강내의 개재물의 량을 감소시키는 방안과 용강이 온도를 적정수준 이상으로 관리하는 방안으로 나눌 수 있다.

먼저 용강내의 개재물 량을 줄이는 방법으로는 다양한 공정을 거치면서 크기가 큰 대형개재물의 제거는 용이하게 이루어지지만 미세한 개재물을 완전히 제거하기란 사실상 불가능하다.

그러므로 종래의 방법에서는 도 3에 도시한 바와 같이 용강이 침지노즐(1)을 통과하기 직전에 상부노즐(3)에 아르곤가스(11)를 취입하여 취입된 가스가 부상하는 과정에서 용강내 개재물을 포집하여 부상분리시키는 방법이 있다.

여기서 아르곤가스(11)를 취입시키는 방법은 도 3의 (A)에 도시한 바와 같이 상부노즐(3) 자체의 다공성내화물로 제작하여 내화물 내부의 가공을 통하여 가스를 분사하는 방법과 도 3의 (B)에 도시한 바와 같이 상부노즐 내부에 슬리브노즐을 삽입하여 노즐을 통하여 분사시키는 방법이 있다.

이때 가스를 불어넣어 침지노즐 막힘을 방지하는 주된 목적은 용강내의 개재물을 제거하기 위한 것으로서 용강의 온도저하에 따른 지금부착으로 인한 침지노즐 막힘에도 아무런 도움도 되지 않는다.

본 발명은 침지노즐 내부에 원통형의 전기발열체를 삽입하여 발열체이 발열에 의하여 침지노즐을 가열시킴으로써 용강과 접촉하는 침지노즐 벽면의 온도를 상승시킴으로써 용강의 응고에 의한 지금부착을 억제하여 노즐의 막힘을 방지할 수 있는 연속주조용 침지노즐의 막힘방지방법을 제공함에 그 목적이 있다

도 1은 연속주조용 침지노즐를 나타내는 개략도,

도 2는 종래의 침지노즐 내의 부착물 발생을 나타내는 개략도,

도 3의 A, B는 침지노즐 내의 막힘을 방지하기 위한 종래의 기술을 나타내는 개략도,

도 4는 본 발명에 따른 연속주조용 침지노즐의 막힘방지방법중 침지노즐에 파이프형 발열체를 내장하는 방법을 나타내는 단면도,

도 5는 본 발명에 따른 연속주조용 침지노즐의 막힘방지방법중 침지노즐에 봉형 발열체를 내장하는 방법을 나타내는 단면도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1 : 침지노즐2 : 노즐세팅블록

2-1 : 다공질세팅블록2-2 : 가스슬리브노즐

3 : 상부노즐4 : 상부플레이트

5 : 하부플레이트6 : 하부노즐

7 : 용강토출구8 : 부착물

9 : 파이프형 발열체10 : 봉형 발열체

11 : 아르곤 가스

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 연속주종용 침지노즐의 막힘방지방법에 있어서, 침지노즐에 발열체를 내장하고, 상기 발열체를 이용하여 상기 침지노즐이 내벽 온도가 용강의 온도보다 높도록 가열하는 연속주조용 침지노즐의 막힘방지방법을 제공한다.

도면을 참조하여 본 고안의 구성을 설명한다.

먼저 도 4는 본 발명에 따른 연속주조용 침지노즐의 막힘방지방법중 침지노즐에 파이프형 발열체를 내장하는 방법을 나타내는 단면도이다.

연속주조용 침지노즐(1)의 막힘방지방법중 침지노즐에 파이프형 발열체(9)를 내장하는 방법은 우선 침지노즐을 성형하기 전에 미리 몰드 내에 파이프형 발열체와 동일한 형상으로 형성된 형사의 코어(core)를 삽입하여 침지노즐을 성형 제작한 후 코어를 제거하면 파이프형 발열체를 삽입 내장할 수 있는 공간을 확보하게 된다.

이때 침지노즐(1) 내에 형사 코어에 의해 성형 제작되는 공간에 삽입 내장되는 파이프형 발열체(1)는 발열에 의하여 용강이 통과하는 침지노즐의 내벽의 표면온도를 용강의 온도보다 높게 유지함으로써 용강이 응고되어 부착되는 것을 방지한다.

이때 파이프형 발열체(9)로부터 가열된 침지노즐(1) 내벽의 표면온도는 최소한 용강 온도보다 높아야하지만 과도하게 온도가 높을 경우 용강에 쉽게 침식이 되고 열간강도의 저하를 초래하므로 가장 적당한 표면온도는 용강온도보다 10 - 15℃ 정도 높게 유지시키는 것이 사용성 측면에서 유리하다.

또한, 파이프형 발열체(9)는 사용하고난 침지노즐(1)에서 회수하여 다음 침지노즐 제작시에 재사용함으로써 비용을 절감할 수 있다.

한편 도 5는 본 발명에 따른 연속주조용 침지노즐의 막힘방지방법중 침지노즐에 봉형 발열체를 내장하는 방법을 나타내는 단면도이다.

본 발명에 따른 다른 실시예로서 연속주조용 침지노즐의 막힘방지방법중 침지노즐에 봉형 발열체를 내장하는 방법은 봉형 발열체(10)를 침지노즐(1)에 내장하기 위하여 우선 파이프형 발열체(9)와 마찬가지로 침지노즐을 성형하기 전에 미리 몰드 내에 봉형 발열체와 동일한 형상으로 형성된 형사의 코어(core)를 원주를 따라 동서남북으로 삽입하여 침지노즐을 성형 제작한 후 코어를 제거하면 봉형 발열체를 삽입 내장할 수 있는 공간을 확보하게 되고, 이 확보된 공간에 봉형 발열체(10)를 삽입하여 제작한다.

그리고 침지노즐(1)의 내벽을 가열하는 방법으로 침지노즐의 외주면에 발열코일을 감는 방법이 있으나, 이는 열손실이 크고 비효율적이다.

이하 실시예를 통하여 본 발명의 작용을 설명한다.

[실시예]

본 발명에서 침지노즐의 지금 부착두께를 측정하기 위한 실험은 대기유도용해로를 사용하여 용강을 1560℃로 유지시킨 다음, 봉형의 발열체(10)를 삽입한 침지노즐(1)0에 용강을 통과시켰다.

이때 사용된 봉형 발열체(10)는 슈퍼 칸탈을 사용하였으며, 침지노즐(1)의 표면에 열전대를 삽입하여 침지노즐 내벽의 온도를 측정하였다.

본 발명에 사용되는 봉형 발열체(10)는 최대 사용온도가 1600℃ 이상의 용량이면 가능하며, 칸탈계열이나 몰리브덴 디실리사이드 등이 있다.

기존과 같이 단순한 침지노즐을 예열만 하여 사용하였을 경우와 발열체(9,10)를 통하여 승온을 시킨 다음 침지노즐 내벽의 온도를 용강의 온도보다 각각 10℃, 15℃ 높게 유지한 즉, 1570℃, 1575℃인 경우에 있어서 지금 부착량을 측정하였다.

그 결과를 도 6에 나타내었으며, 침지노즐 내벽의 온도와 용강과의 온도차이가 적을 수록 지금 부착량이 감소하고 있음을 확인할 수 있다.

또한, 발열체(9,10)를 삽입하여 침지노즐 내벽의 온도를 용강 보다 높게 유지시킨 본 발명의 경우 부착된 지금의 두께가 현저히 감소하였음을 알 수 있다.

본 발명은 침지노즐 내부에 원통형의 전기발열체를 삽입하여 발열체이 발열에 의하여 침지노즐을 가열시킴으로써 용강과 접촉하는 침지노즐 벽면의 온도를 상승시킴으로써 용강의 응고에 의한 지금부착을 억제하여 노즐의 막힘을 방지할 수 있는 효과를 제공한다.

Claims (1)

1. 연속주조용 침지노즐의 막힘방지방법에 있어서,

   침지노즐(1)에 발열체(9,10)를 내장하고, 상기 발열체(9,10)를 이용하여 상기 침지노즐(1)의 내벽 온도가 용강의 온도보다 높도록 가열하는 연속주조용 침지노즐의 막힘방지방법.