KR19990012109A - 연속주조기의 아르곤가스 무취입형 턴디쉬 노즐 - Google Patents

Abstract

본 발명은 턴디쉬에서 주형으로 공급되는 용강의 급탕시 사용되는 턴디쉬노즐에 아르곤가스를 전혀 취입하지 않으므로서 아르곤가스로 인한 기포성결함을 발생시키지 않는 연속주조기의 아르곤가스 무취입형 턴디쉬노즐에 관한 것으로, 턴디쉬 하부에 설치되어 주형내로 공급되는 용강을 급탕시키기 위한 턴디쉬노즐과, 주형내로 공급되는 용강의 양을 조절하는 게이트밸브와, 주형내로 용강을 유도하는 침지노즐로 구성된 연속주조기의 내화물관에 있어서, 상기 턴디쉬노즐은 상기 게이트밸브의 내경과 동일한 직경의 관통공을 구비하고 턴디쉬의 바닦면으로 부터 소정의 높이만큼 돌출될 수 있는 형성된 원통형 노즐로서, 상기 원통형 노즐의 관통공 상단은 덮개로 폐쇄되고, 상부 측면에 직사각형의 슬롯을 설치하되 노즐내벽면으로 부터 노즐내경의 1/4 정도의 위치에 중심선에서 편심되게 형성설치하여, 편심슬롯을 통해 인입된 용강에 회전력을 발생시켜 용강이 노즐내벽을 따라 하강하는 동안에 용강중의 개재물에 구심력을 발생시켜 노즐의 중앙부로 개재물을 이동시킴으로써, 연속주조시 턴디쉬노즐 내부의 비금속개재물을 노즐 내의 중앙부로 이동시켜 노즐 내벽면 부착에 의한 주조중지를 막고, 불활성가스인 아르곤가스를 턴디쉬노즐에 취입하지 않고 주조함으로써 기포성결함의 발생을 완전히 방지할 수 있는 효과가 있다.

Description

연속주조기의 아르곤가스 무취입형 턴디쉬노즐

본 발명은 연속주조기의 턴디쉬노즐에 관한 것으로, 턴디쉬에서 주형으로 공급되는 용강의 급탕시 사용되는 턴디쉬노즐에 아르곤가스를 전혀 취입하지 않으므로서 아르곤가스로 인한 기포성결함을 발생시키지 않는 연속주조기의 아르곤가스 무취입형 턴디쉬노즐에 관한 것이다.

일반적으로 연속주조기는 도 1에서 보는 바와 같이, 크게 레이들(1), 턴디쉬(2) 및 턴디쉬(2) 내의 용강(11)을 주형(4)내로 공급하는 내화물관(3)과 주형(4)으로 구성된다. 상기 연속주조기 내화물관(3)의 종래 구성은, 도 2에서 처럼 턴디쉬(2) 하부에 설치된 턴디쉬노즐(31), 주형(4)내로 공급되는 용강(11)의 양을 조절하는 게이트밸브(32) 및 주형(4) 내로 용강을 유도하는 침지노즐(33)로 구성된다. 이중에서 턴디쉬노즐(31)의 내벽에는 주조중 비금속개재물 고착물(41)이 부착되어 주조를 방해하므로 비금속개재물의 부착방지를 위해 턴디쉬노즐(31)의 내벽을 다공질화하고, 여기에 불활성가스인 아르곤가스를 분당 5-10 Nl 정도로 연속적으로 취입하여 기포(12)를 발생시켜 기포막을 형성시키게 된다. 그러나, 취입되는 아르곤가스는 온도가 낮으므로 용강을 냉각시켜 치금화하여 턴디쉬노즐의 내벽면에 부착되고 또한 다공질 내벽의 구멍이 치금에 의해 막혀 기포막이 잘 형성되지 않아 비금속개재물의 부착방지에 한계가 있다.

턴디쉬노즐의 개략도 및 노즐내벽에 비금속재개물의 고착물이 부착되는 모식도를 나타낸 도 2에서 보듯이, 취입된 아르곤가스는 미세한 기포가 되어 용강과 함께 주형내로 유입되며, 이 기포들은 주형내 용강탕면으로 일부가 부상되나 대부분이 용강속에 잔류되어 생산된 주편의 기포성결함이 되는 문제가 있다.

본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 감안하여 창안한 것으로서, 턴디쉬에서 주형으로 공급되는 용강의 급탕시 사용되는 턴디쉬노즐에 아르곤가스를 전혀 취입하지 않으므로서 아르곤가스로 인한 기포성결함을 발생시키지 않는 연속주조기의 아르곤가스 무취입형 턴디쉬노즐을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 아르곤가스 무취입형 턴디쉬노즐은, 턴디쉬 하부에 설치되어 주형내로 공급되는 용강을 급탕시키기 위한 턴디쉬노즐과, 주형내로 공급되는 용강의 양을 조절하는 게이트밸브와, 주형내로 용강을 유도하는 침지노즐로 구성된 연속주조기의 내화물관에 있어서, 상기 턴디쉬노즐은 상기 게이트밸브의 내경과 동일한 직경의 관통공을 구비하고 턴디쉬의 바닦면으로 부터 소정의 높이만큼 돌출될 수 있는 형성된 원통형 노즐로서, 상기 원통형 노즐의 관통공 상단은 덮개로 폐쇄되고, 상부 측면에 직사각형의 슬롯을 설치하되 노즐내벽면으로 부터 노즐내경의 1/4 정도의 위치에 중심선에서 편심되게 형성설치하여, 편심슬롯을 통해 인입된 용강에 회전력을 발생시켜 용강이 노즐내벽을 따라 하강하는 동안에 용강중의 개재물에 구심력을 발생시켜 노즐의 중앙부로 개재물을 이동시키는 것을 특징으로 한다.

도 1은 일반적인 연속주조기의 개략도 및 기포성결함 생성상태도,

도 2는 종래 연속주조기 내화물관의 개략적인 구성도,

도 3은 본 발명에 따른 턴디쉬노즐의 측단면도 및 상단면도,

도 4는 본 발명에 따른 턴디쉬노즐을 이용한 연속주조기 내화물관의 관내 유체 및 개재물 흐름경로 유동현상의 모식도이다.

*** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명***

1 : 레이들 2 : 턴디쉬

3 : 내화물관 4 : 주형

11 : 용강 12 : 기포

13 : 응고셀 31 31 : 턴디쉬노즐

32 : 게이트밸브 33 : 침지노즐

34 : 편심슬롯 35 : 상부덮개

41 : 비금속개재물 41 : 비금속개재물의 고착물

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명에 따른 턴디쉬노즐의 측단면도 및 상단면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 턴디쉬노즐을 이용한 연속주조기 내화물관의 관내 유체 및 개재물 흐름경로 유동현상의 모식도이다.

먼저, 본 발명에 따른 턴디쉬노즐의 측단면도와 그 상부에 상단면도를 도시한 도 3을 참조하여 본 발명의 턴디쉬노즐의 구성을 살펴보면, 본 발명은 기포성결함을 일으키는 아르곤가스의 취입이 없이 노즐벽면에 개재물 부착방지를 위해 턴디쉬노즐에 형성한 기존의 곡률을 없애고, 하부의 게이트밸브(32)와 동일한 직경으로 턴디쉬(2) 바닥에서 200-300 mm 솟아나게 원통형으로 설치하고 그 끝은 덮개(35)로 폐쇄한다. 원통형 턴디쉬노즐(31)의 측면 상부에 직사각형의 슬롯(34)을 설치하되 중심선에서 편심되게 한다. 이때, 직사각형의 슬롯은 턴디쉬(2)내 용강(11)의 인입부의 역할을 한다. 편심슬롯(34)으로 인입된 용강(11)은 턴디쉬노즐(31)의 상부로 부터 회전력을 발생시키면서 하강하게 되고, 반대로 용강(11)중의 개재물(41)에는 구심력이 발생하여 턴디쉬노즐(31)의 관통공 중앙부로 이동하게 된다. 도 4는 본 발명의 턴디쉬노즐의 관내 유동현상의 모식도를 나타낸 것이다. 비금속개재물(41)은 노즐의 내벽면으로 진행하지 않으므로 내벽면에의 부착이 전혀 발생하지 않는다. 그러므로 기포결함의 기원이 되는 아르곤가스의 취입이 불필요하며, 턴디쉬노즐의 내벽 또한 다공질화할 필요가 없다.

즉, 본 발명의 턴디쉬노즐은 연속주조로 생산된 주편이 기포성결함 방지를 위한 아르곤가스 무취입형 턴디쉬노즐에 관한 것이며, 턴디쉬노즐에 개재물의 부착을 방지하기 위해 일반적으로 취입하는 가스를 전혀 사용하지 않으며, 턴디쉬노즐의 측면에 편심되게 슬롯을 설치하여 편심슬롯을 통해 노즐관내로 턴디쉬내 용강이 유입을 유도하여 관내용강이 회전류를 제공함으로써 발생하는 구심력에 의해 개재물이 관이 중심으로 이동하도록 하여 내화물노즐의 내벽에 개재물이 부착되지 않도록 구성하며, 상기 용강 인입슬롯의 위치는 중심선에서 벗어나 편심되게 설치되어야 하며, 슬롯의 중심은 노즐의 내벽면과 노즐직경의 1/4 사이에 위치하게 한다.

본 출원인은 본 발명의 효과를 확인하기 위하여 기존의 아르곤가스 취입형 턴디쉬노즐과 편심슬롯을 가진 본 발명의 아르곤가스 무취입형 턴디쉬노즐을 아크릴로 제작하여 유체의 회전력(구심력) 발생정도와 개재물의 노즐내 위치를 관찰하였다. 표 1에는 아르곤취입형 턴디쉬노즐, 비교노즐, 아르곤 무취입형 턴디쉬노즐의 실시결과를 나타내었다. 상기 비교노즐은 편심슬롯의 중심선으로 부터의 편심정도에 따른 개재물위치의 변화를 알기 위해 A는 슬롯이 전혀 편심되지 않는 경우, 즉, 슬롯의 중심이 턴디쉬노즐의 중심과 일치할 경우이고, B는 슬롯의 중심이 턴디쉬노즐의 1/4 정도의 위치와 중심 사이에 있을 경우를 나타낸 것이다. 기존의 아르곤취입형 턴디쉬노즐은 유체가 상부에서 인입되므로 유체의 회전력은 발생하지 않았으며, 비금속개재물 또한 노즐의 벽면을 따라 하강하는 경향이 있었다. 또한, 비교노즐 중에서 A의 경우에는 슬롯이 편심되어 있지 않으므로 유체의 회전력이 발생하지 않았고, 비교노즐 B에서는 유체의 회전력이 어느정도 발생하였으나 비금속개재물을 중앙부로 이동시킬만한 힘(구심력)은 발생되지 않았다. 본 발명의 아르곤가스 무치입형 턴디쉬노즐은 슬롯의 중심이 턴디쉬노즐의 내벽면과 1/4 정도의 위치에 존재할 경우로서, 이때는 유체의 회전력이 충분히 발휘되어 비금속개재물이 턴디쉬노즐의 중앙부로 이동하면서 하강하였다.

항 목	기존턴디쉬노즐	비교턴디쉬노즐	본발명의턴디쉬노즐
		A		B
비금속개재물 위치	전면	전면	D/4	노즐의 중앙(D/2)

상기 표 1에서 D는 턴디쉬노즐의 직경을 표시한다.

상술한 바의 본 발명에 따르면, 연속주조시 턴디쉬노즐 내부의 비금속개재물을 노즐 내의 중앙부로 이동시켜 노즐 내벽면 부착에 의한 주조중지를 막고, 불활성가스인 아르곤가스를 턴디쉬노즐에 취입하지 않고 주조함으로써 기포성결함의 발생을 완전히 방지할 수 있는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 턴디쉬 하부에 설치되어 주형내로 공급되는 용강을 급탕시키기 위한 턴디쉬노즐과, 주형내로 공급되는 용강의 양을 조절하는 게이트밸브와, 주형내로 용강을 유도하는 침지노즐로 구성된 연속주조기의 내화물관에 있어서, 상기 턴디쉬노즐은 상기 게이트밸브의 내경과 동일한 직경의 관통공을 구비하고 턴디쉬의 바닦면으로 부터 소정의 높이만큼 돌출될 수 있는 형성된 원통형 노즐로서, 상기 원통형 노즐의 관통공 상단은 덮개로 폐쇄되고, 상부 측면에 직사각형의 슬롯을 설치하되 노즐내벽면으로 부터 노즐내경의 1/4 정도의 위치에 중심선에서 편심되게 형성설치하여, 편심슬롯을 통해 인입된 용강에 회전력을 발생시켜 용강이 노즐내벽을 따라 하강하는 동안에 용강중의 개재물에 구심력을 발생시켜 노즐의 중앙부로 개재물을 이동시키는 것을 특징으로 하는 연속주조기의 아르곤가스 무취입형 턴디쉬노즐.