KR200151729Y1 - 용융금속의 유량조절 기능을 갖는 연속주조용 노즐장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 용융금속의 연속주조 공정 중 턴디쉬(Tundish)에서 몰드(Mold)로 용융금속을 주입할 때 주입되는 용강의 유량을 조절하기 위한 노즐장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 용강의 유로 형상을 개선하여 용강에 대한 유로면의 내마모성과 내침식성을 향상시키고 주조말기의 용강 컷팅(Cutting)성을 향상시킬 수 있도록 한 것이다.

본 고안은 턴디쉬(1)의 바닥면에 고정되고 상단부에 직선형 경사면(2b)이 있는 침지노즐(2)과, 상기 침지노즐의 경사면에 길게 평형 접촉되도록 하단부에 직선에 가까운 완만한 곡선 경사면(3b)에 있는 스토퍼(3)로 구성된 용융금속의 유량조절 기능으르 갖는 연속주조용 노즐장치이다.

Description

융용금속의 유량조절 기능을 갖는 연속주조용 노즐장치

본 고안은 용융금속의 연속주조 공정 중 턴디쉬(Tundish)에서 몰드(Mold)로 용융금속을 주입할 때 주입되는 용강의 유량을 조절하기 위한 노즐장치에 관한 것으로, 보다 상세하기는 용강의 유로 형상을 개선하여 용강에 대한 유로면의 내마모성과 내침식성을 향상시키고 주조 말기의 용강 컷팅(Cutting)성을 향상시킬 수 있도로고 한 것이다.

일반적으로 용융금속의 연속주조 작업은 제1도 및 제2도에 도시한 바와 같은 설비에 의해 이루어진다.

제1도에서 래들(Laddle)(4) 내의 용강을 노즐(5)을 통해 턴디쉬(1) 내로 들어오고 턴디쉬(1) 내의 용강은 침지노즐(2)을 통해 몰드(6)로 이동되어 최종적으로 제품화되며, 턴디쉬(1) 내에는 제2도와 같이 침지노즐(2)을 통해 몰드(6)로 주입되는 용강의 양을 조절하기 위한 스토퍼(Stopper)(3)가 설치되어 있다.

상기와 같은 연속주조 설비에서 몰드(6) 내의 용강 상층부는 주입된 용강에 의해 파장이 생기고 턴디쉬(1)에서 침지노즐(2)의 상단과 스토퍼(3)의 하단 사이 유로를 통해 몰드(6)로 주입되는 용강량과 몰드(5)에서 빠져 나가는 주편 인발 속도차에 따라 몰드(6)에 채워진 용강의 레벨(Level)(L)은 변화를 일으키게 된다.

그리고 주조작업이 시작될 때부터 끝날 때가지 몰드(6) 내의 용강의 레벨이 설정된 기준레벨에 대하여 상, 하로 움직이는 움직임 폭의 변화를 백분율로 환산한 값을 탕면 적중율이라고 하며, 탕면 적중율은 주편의 품질에 많은 영향을 미친다.

즉, 탕면 적중율이 높을수록 주편의 품질은 좋아진다.

또한 주조 말기 스토퍼를 닫았을 때 용강의 컷팅성에 따라 몰드 내 스래그를 걷어내는 작업에 많은 영향을 미치며, 컷팅성이 나빠 스토퍼를 닫은 상태에서도 용강이 다량 유출되는 경우 스래그를 걷어내는 작업이 곤란함은 물론 안정적인 조업이 불가능하게 된다.

제3도와 제4도는 턴디쉬 내에 설치된 종래의 침지노즐과 스토퍼가 도시되어 있다.

침지노즐(2)의 상단에는 입구부로 부터 하방으로 내려 갈수록 점차 직경이 작아지는 곡선형 경사면(2a)이 형성되어 있고, 스토퍼(3)의 하단부에도 역시 하방으로 갈수록 점차 직경이 작아지는 곡선형 경사면(3a)이 형성되어 있다.

따라서, 스토퍼(3)의 위치를 조절하여 제3도와 같이 스토퍼(3)의 하단부와 침지노즐(2)의 상단부 사이에 간극을 만들어 주면 이 간극이 용강의 유로가 되어 턴디쉬 내의 용강이 침지노즐을 통해 몰드로 주입되고, 주조 말기에 스토퍼(3)를 아래로 이동시키면 스토퍼(3) 하단의 경사면(3a)이 침지노즐(20) 상단의 곡선형 경사면(2a)과 접속하면서 간극(유로)이 폐쇄된다.

그러나 상기와 같은 종래의 장치는 침지노즐(2)의 상단부와 스토퍼(3)의 하단부가 모두 곡선형 경사면으로 되어 있기 때문에 유로의 폐쇄시 침지노즐과 스토퍼는 거의 점접촉을 이루게 되면, 상기와 같이 점접촉을 이루고 있는 부분의 좁은 단면을 용강이 통과할 때 유속의 증가에 따라 접촉부위가 국부적으로 마모 및 침식되는 현상이 발생하게 된다.

즉, 제4도에 도시한 바와 같이 침지노즐(2)과 스토퍼(3)에 검게 칠한 부분과 같이 국부적인 용손이 발생되며, 용손면도 매우 불균일해진다.

따라서 하나의 턴디쉬를 이용하여 여러개의 래들의 용강을 연속적으로 주조하는 연연주 주조작업을 하는 경우 침지노즐(2)과 스토퍼(3)의 이상 용손으로 인해 탕면 적중율이 저하되어 주편의 품질 저하를 초래하게 되고 주조 말기 스토퍼를 닫은 상태에서도 다량의 용강 유출이 발생하기 쉽다.

또한 상기와 같이 용강 유출이 발생하면 유출된 용강의 비산으로 인해 몰드 내의 슬래그를 걷어 내는 작업이 불안해지므로 별도의 컷팅 블레이드(7)를 작동시켜 용강유출을 방지하여야 하는 사용상의 번거로움이 있다.

본 고안의 목적은 침지노즐과 스토퍼의 접촉면적을 증가시켜 국부적인 용손을 최대한 억제할 수 있는 연속 주조용 노즐장치를 제공하기 위한 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안의 실시예에 따라 상단부에 직선형 경사면이 있는 침지노즐과, 상기 침지노즐의 경사면과 길게 평형 접촉되도록 하단부에 직선에 가깝도록 완만한 곡선 경사면이 있는 스토퍼로 구성된 연속 주조용 노즐장치가 제공된다.

제1도는 일반적인 용유금속의 연속주조설비를 도시한 개략도.

제2도는 제1도의 턴디쉬 부분 단면도.

제3도는 종래 장치를 나타낸 침지노즐과 스토퍼의 일부 확대도.

제4도는 종래 장치에서 침지노즐과 스토퍼가 용손된 상태도.

제5도는 본 고안에 따른 침지노즐과 스토퍼의 일부 확대도.

제6도는 본 고안의 침지노즐과 스토퍼의 접폭상태도.

제5도 내지 제6도는 본 고안 장치를 나타낸 침지노즐과 스토퍼의 단면도로서, 침지노즐(2)의 상단부에 아래로 갈수록 점차 직경이 작아지는 직선형 경사면(2b)이 형성되어 있고, 스토퍼(3)의 하단부에는 상기 침지노즐(2)의 직선형 경사면(2b)과 접촉하는 완만한 곡선의 경사면(3b)이 형성되어 있다.

상기 스토퍼(3)에 형성된 경사면(3b)은 상기 침지노즐(2)의 직선형 경사면(2b)과 가능한 한 길게 접촉하면서 정상 주조시 최적의 유로 단면적을 확보할 수 있도록 하기 위해 곡률반경이 큰 완만한 곡선형태로 되어 있다.

즉, 스토퍼(3)의 경사면(3b)은 침지노즐(2)의 경사면(2b)과 면접촉을 할 수 있도록 거의 직선에 가까운 완만한 곡선으로 되어 있으며, 이에 따라 정상 주조시 용강이 통과하는 접촉면적이 증대되어 용강의 흐름에 대한 내마모성이 향상되고 국부적인 용손이 일어나지 않는다.

다음은 본 고안에 따른 침지노즐과 스토퍼를 실제 턴디쉬에 장착하고 사용한 결과를 종래의 것과 비교한 대비표이다.

사용조건은 23톤 턴디쉬에 장착하나 경우이며, 용강의 인출속도는 1.0m/min이고 총사용시간은 6시간이다.

상기와 같이 종래 침지노즐과 스토퍼를 사용한 경우 4-5연연주 말기에서 스토퍼를 닫았을 때 용강의 다량 유출이 10-15% 발생하였으나 본 고안 장치를 적용하는 경우 6연연주 이상 사용에서도 용강의 다량 유출 발생이 2-3% 대로 감소하였으며, 스토퍼의 내마모성 및 내침식성이 향상되고 스토퍼의 위치 변화율로 안정되어 유량 조절기능이 향상되었다.

따라서 탕면 적중률이 높아져 주편의 품질 향상이 이루어지고 용강이 유출로 인한 슬래그 제거작업이 어려움도 해소된다.

Claims (1)

1. 턴디쉬(1)의 바닥면에 고정된 침지노즐(2)의 상단부에 직선형 경삼녀(2b)을 형성한 것에 있어서, 상기 침지노즐의 경사면과 길게 평형 접촉되므로 스토퍼(3)의 하단부에 직선에 가까운 완만한 곡선 경사면(3b)을 형성하여서 된 것을 특징으로하는 용융금속의 유량조절 기능을 갖는 연속주조용 노즐장치.