KR200271048Y1

KR200271048Y1 - 제강용 턴디쉬의 노즐 단열장치

Info

Publication number: KR200271048Y1
Application number: KR2020010037549U
Authority: KR
Inventors: 이동진
Original assignee: 주식회사 희택
Priority date: 2001-12-05
Filing date: 2001-12-05
Publication date: 2002-04-09

Abstract

본 고안은 제강용 턴디쉬의 노즐 단열장치에 관한 것으로, 그 구성은 레이들(Ladle)로부터 주입되는 용강을 수용하여 그 용강을 저면부의 노즐을 통해 안정적인 유동상태로 소정의 주형에 공급하기 위한 턴디쉬(Tundish)가 구비된 제강용 턴디쉬의 노즐에 있어서, 상기 노즐의 외부를 단열하기 위한 세라믹 재질의 슬리이브가 상기 노즐의 외주에 설치되어 이루어짐을 특징으로 한다. 본 고안의 장치에 의하면, 노즐의 외주면을 감싸는 세라믹 재질의 슬리이브가 갖는 단열 효과로 인해 내측의 노즐이 냉각되는 것을 현저히 지연시킴으로써 용강을 주형에 주입하여 주조하는 연속 주조공정에 있어서 턴디쉬에 설치된 노즐의 내부에 슬래그가 형성되는 것을 최소화할 수 있으며, 따라서 노즐 관내 슬래그의 축적에 의한 노즐의 막힘 현상을 억제할 수 있어 원활한 주조공정을 수행할 수 있는 이점이 발휘되는 것이다.

Description

제강용 턴디쉬의 노즐 단열장치{Device for insulating submerged nozzle of steelmaking tundish}

본 고안은 제강용 턴디쉬의 노즐 단열장치에 관한 것으로, 특히 용강을 주형에 주입하여 주조하는 연속 주조공정에 있어서 턴디쉬에 설치된 노즐이 냉각되면서 그 노즐 내부에 슬래그가 형성됨에 따라 발생하는 노즐의 막힘 현상을 억제하기 위하여 상기 노즐의 온도 저하를 방지할 수 있게 한 제강용 턴디쉬의 노즐 단열장치에 관한 것이다.

일반적으로, 제강설비는 레이들(Ladle)의 용강을 턴디쉬(Tundish)를 통해 주형(Mold) 등과 같은 후처리장치로 공급되도록 구성되어 있다.

상기 턴디쉬로부터 노즐을 통해 공급되는 용강은 공정의 특성에 따라 한시적으로 공급 또는 차단해야 할 필요성이 있으며, 이러한 용강의 단속을 통해 원하는 형상의 주물을 제작할 수 있게 된다.

이러한 종래의 제강설비를 첨부 도면에 의해 더욱 구체적으로 설명하면 도 1에 도시된 바와 같다. 즉, 일반적인 제강설비는 융해로(미도시)에서 나온 용강(1)을 받아 두기 위한 레이들(10)과, 상기 레이들(10)에 있는 용강(1)을 재차 수용하여 노즐(21)을 통해 후속장치부로 용강(1)을 공급하기 위한 턴디쉬(20)와, 상기 턴디쉬(20)로부터 공급된 용강(1)을 수용하여 소정 형상의 주물을 제작해내기 위한 주형(30) 등으로 구성된다.

상기 용강(1)에는 불순물인 슬래그(2)가 필연적으로 포함되어 있고, 상기 슬래그(2)는 용강(1)의 상부로 부유되며, 초기 슬래그(2)가 용강(1)과 함께 주형(30)의 내부까지 공급될 경우에는 불량 제품이 생성될 수 있다.

상기 레이들(10)은 융해로에서 나온 용강(1)을 받아 운반하여 상기 주형(30)에 주입하는데 사용되는 용기이다. 상기 레이들(10)에는 그 용기의 내측면 전체에 걸쳐 내화재(10a)가 배치된 구조를 이루며, 상기 내화재(10a) 및 레이들(10)의 바닥쪽에는 이들을 관통하는 구멍이 형성되어 그 구멍 내에 내측 노즐(12)가 삽입 설치되는 한편, 상기 내화재(10a) 및 레이들(10)의 바닥쪽에 관통된 다른 구멍 내에는 포러스 플러그(13)가 삽입 설치되어 있고, 상기 내화재(10a)의 일측에는 볼텍스 댐(14)이 구비되어 있다.

그리고, 상기 내측 노즐(12)의 하단부에는 상기 레이들(10)의 바닥 외측면을 따라 좌우로 이동하며 상기 내측 노즐(12)을 개폐 단속하는 슬라이딩 노즐(11) 및 이에 연하여 하향 형성된 롱 노즐(15)이 각각 구비되어 있다. 상기 내측 노즐(12)과 슬라이딩 노즐(11) 및 롱 노즐(15)의 통로가 일치한 경우에는 상기 레이들(10) 내부에 수용된 용강(1)이 상기의 통로를 통해 외부로 배출되며, 다시 말해, 상기 노즐(12)(11)(15)들을 통해 상기 턴디쉬(20)의 내부로 용강(1)이 주입되는 것이다.

한편, 상기 턴디쉬(20)는 상기 레이들(10)로부터 공급되는 용강(1)을 수용하여 그 용강(1)을 안정적인 유동 상태로 상기 주형(30)에 공급하기 위한 용기이다. 상기 턴디쉬(20)에는 그 용기의 내측면 전체에 걸쳐 내화재(20a)가 배치된 구조를 이루며, 상기 내화재(20a) 및 턴디쉬(20)의 바닥쪽에는 이들을 관통하는 구멍이 형성되어 그 구멍 내에 내측 노즐(22)가 삽입 설치되고, 상기 내화재(20a)의 일측에는 볼텍스 댐(24)이 구비되어 있다.

상기 턴디쉬(20)의 덮개쪽과 상기 내화재(20a)의 내측 바닥쪽에는 일부가 개방된 격벽 형태를 이루는 복수개의 댐(23)과 오버플로우 댐(25)이 상호 교호되는 위치에 각각 순차적으로 고정 배치되어 상기 내측 노즐(22)을 향해서 용강(1)이 오버플로우되면서 안정적으로 유동되도록 유도할 수 있게 되어 있다.

그리고, 상기 내측 노즐(22)의 하단부에는 상기 내측 노즐(22)에 연하여 하향 형성된 침지 노즐(21)이 구비되어 있어 상기 턴디쉬(20) 내부에 수용된 용강(1)이 상기 노즐(22)(21)의 통로를 통해 외부로 배출되며, 다시 말해, 상기 노즐(22)(21)들을 통해 상기 주형(30)의 내부로 용강(1)이 주입되는 것이다.

이때, 상기 내측 노즐(22)의 입구쪽 상부에는 승강 작동되며 상기 내측 노즐(22)을 개폐 단속하는 스토퍼(26)가 구비되어 있다.

또한, 상기 침지 노즐(21)의 하단부에는 상기 침지 노즐(21)이 고온상태를 유지할 수 있도록 필요에 따라 근접하여 예열시킬 수 있도록 좌우로 이동 가능한 버너(27)가 각각 구비되어 있다.(본 고안의 구조를 설명하는 도 4 참조.)

그러나, 이러한 구조를 이루는 종래의 제강설비는 상기 각 노즐의 온도를 고온상태로 유지하기 위한 별도의 수단이 구비되어 있지 아니하므로, 제강시의 연속 주조공정에 있어서 주조 초기에 상기 각 노즐의 표면온도가 쉽게 냉각됨에 따라 용강에 포함된 불순물인 슬래그가 상기 각 노즐의 내주면에 부착 형성되는 문제점이 발생할 수 있으며, 이러한 각 노즐 내의 슬래그 부착 과정이 심화되면 상기 노즐의관 막힘 현상을 유발하여 원활한 주조 공정을 기대하기 어렵다는 심각한 문제점이 있었다.

본 고안은 상기한 바와 같은 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 그 목적은, 용강을 주형에 주입하여 주조하는 연속 주조공정에 있어서 턴디쉬에 설치된 노즐이 냉각되면서 그 노즐 내부에 슬래그가 형성됨에 따라 발생하는 노즐의 막힘 현상을 억제하기 위하여 상기 노즐의 온도 저하를 방지할 수 있도록 된 제강용 턴디쉬의 노즐 단열장치를 제공함에 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 고안에 따른 제강용 턴디쉬의 노즐 단열장치는, 레이들로부터 주입되는 용강을 수용하여 그 용강을 저면부의 노즐을 통해 안정적인 유동상태로 소정의 주형에 공급하기 위한 턴디쉬가 구비된 제강용 턴디쉬의 노즐에 있어서, 상기 턴디쉬의 노즐 표면온도가 저하되어 그 노즐 내부에 슬래그가 형성됨에 따른 노즐의 막힘 현상을 방지할 수 있도록 상기 노즐의 외부를 단열하기 위한 세라믹 재질의 슬리이브가 상기 노즐의 외주에 설치되어 이루어짐을 특징으로 한다.

도 1은 일반적인 제강설비의 구조를 도시한 개략적인 단면도.

도 2는 본 고안에 따른 단열장치가 적용된 제강설비의 구조를 도시한 개략적인 단면도.

도 3은 본 고안에 따른 노즐 단열용 슬리이브의 구조를 도시한 사시도.

도 4는 본 고안에 따른 슬리이브가 노즐의 외부에 설치된 상태를 도시한 요부확대 단면도.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

1 ; 용강(鎔鋼) 2 ; 슬래그(Slag)

10 ; 레이들(Ladle) 10a, 20a ; 내화재

11 ; 슬라이딩 노즐(Sliding Nozzle) 12, 22 ; 내측 노즐(Inner Nozzle)

13 ; 포러스 플러그(Porous Plug) 14, 24 ; 볼텍스 댐(Vortex Dam)

15 ; 롱 노즐(Long Nozzle) 20 ; 턴디쉬(Tundish)

21 ; 침지 노즐(Submerged Nozzle) 23 ; 댐(Dam)

25 ; 오버플로우 댐 또는 위어(Weir) 26 ; 스토퍼(Stopper)

27 ; 예열버너(Preheating Burner) 30 ; 주형(Mold)

40 ; 슬리이브(Sleeve)

이하, 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 제강용 턴디쉬의 노즐 단열장치를 첨부 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2 내지 도 4는 본 고안에 따른 턴디쉬(20)의 구조 및 이에 적용된 노즐 단열장치를 설명한기 위한 것으로, 도 2는 본 고안에 따른 단열장치, 즉, 슬리이브(40)가 적용된 제강설비의 구조를 도시한 개략적인 단면도, 도 3은 상기 슬리이브(40)의 구조를 도시한 사시도, 도 4는 상기 슬리이브(40)가 침지 노즐(21)의 외부에 설치된 상태를 도시한 요부확대 단면도를 각각 나타낸 것이다.

본 고안에 따른 제강용 턴디쉬(20)의 노즐 단열장치는 상기 도면에 도시된 바와 같이, 종래의 제강설비를 설명함에 있어서 이미 언급한 바와 같은 일반화된 구조에 적용될 수 있는 것이어서 제강설비 전반에 걸친 개략적인 구조의 설명은 중복되므로 이에 대한 구체적인 설명을 생략하기로 한다. 그리고, 종래 제강설비의 구조와 동일한 구조에 대해서는 쉽게 인식할 수 있도록 도 1과 동일한 부호를 부여하여 도시하였다.

다만, 본 고안은 일반적인 제강설비의 구조에 더하여, 냉각되기 쉬운 각부 노즐의 외주에 단열용 슬리이브(40)를 설치한 구조를 이룬다.

즉, 본 고안은 상기 턴디쉬(20)로 용강(1)을 주입하기 위한 레이들(10)의 롱 노즐(15)과, 상기 턴디쉬(20)에 수용된 용강(1)이 상기 주형(30)의 내부로 주입될 수 있도록 안내하는 침지 노즐(21) 및 상기 침지 노즐(21) 상부의 내측 노즐(22)을 개폐시켜주기 위하여 상기 내측 노즐(22)의 입구 상부에서 승강 이동하는 스토퍼(26)의 외주면 등과 같은 부위에 원통형의 단열용 슬리이브(40)가 설치되는구조를 이루는 것이다.

다시 말해, 본 고안에 따른 제강용 턴디쉬(20)의 노즐 단열장치는, 레이들(10)로부터 주입되는 용강(1)을 수용하여 그 용강(1)을 저면부의 내측 노즐(12)과 슬라이딩 노즐(11) 및 롱 노즐(15) 등을 통해 안정적인 유동상태로 소정의 주형(30)에 공급하기 위한 턴디쉬(20)가 구비된 통상의 제강설비에 있어서, 상기 턴디쉬(20) 주변의 각 노즐(15)(21) 및 스토퍼(26) 등의 표면온도가 저하되어 그 노즐(15)(21) 및 스토퍼(26)의 내부에 슬래그(2)가 증착 형성됨에 따른 관 막힘 현상을 방지할 수 있도록 상기 노즐(15)(21) 및 스토퍼(26) 등의 외부를 단열하기 위한 슬리이브(40)가 상기 각 해당 부위의 외주에 설치된 구조를 이루고 있다.

상기 슬리이브(40)는 용강(1)보다 현저히 높은 고온에서 용융되는 세라믹 재질로 구성된다. 즉, 상기 슬리이브(40)는, 0.2 내지 0.45g/cm³의 비중과, 1900℃ 이상의 용융온도를 유지하며, 알루미나(Al₂O₃)와 실리커(SiO₂) 및 지르콘(ZrO₂)을 혼입하여 제작한 것을 사용한다.

상기 슬리이브(40)의 외형은 도 3에 도시한 바와 같이 원통형으로 된 것으로서, 그 내경은 대략 140 내지 150mm, 두께는 5 내지 15mm, 길이는 300 내지 600mm 정도로 설계하는 것이 바람직하다.

이러한 구조의 상기 슬리이브(40)는 상기 각 노즐(15)(21)을 예열하기 전에 작업자가 상기 각 노즐(15)(21)의 하단부 쪽으로부터 삽입하여 설치하면 되므로 작업성도 매우 좋다. 도 4는 그 설치의 일례를 도시한 것으로서, 상기 침지 노즐(21)의 외부에 본 고안의 슬리이브(40)가 설치된 상태를 상세히 보여주고 있다.

상기한 바와 같은 구조를 갖는 본 고안의 단열용 슬리이브를 설치하게 되면 상기 각 노즐 부위의 온도 변화를 최소화할 수 있어 노즐 통로쪽의 슬래그 증착에 의한 관 막힘 현상을 상당 수준 이상으로 억제할 수 있게 되는 것이다.

이상에서 살펴 본 바와 같이 본 고안의 제강용 턴디쉬의 노즐 단열장치는, 노즐의 외주면을 감싸는 세라믹 재질의 슬리이브가 갖는 단열 효과로 인해 내측의 노즐이 냉각되는 것을 현저히 지연시킴으로써 용강을 주형에 주입하여 주조하는 연속 주조공정에 있어서 턴디쉬에 설치된 노즐의 내부에 슬래그가 형성되는 것을 최소화할 수 있으며, 따라서 노즐 관내 슬래그의 축적에 의한 노즐의 막힘 현상을 억제할 수 있어 원활한 주조공정을 수행할 수 있는 이점이 발휘되는 것이다.

본 고안은 첨부된 도면에 도시된 실시예들을 기준하여 설명되어 있으나 이는 예시적인 것이라 할 수 있고, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예들을 생각해 낼 수 있으므로 이러한 균등한 실시예들 또한 본 고안의 실용신안등록청구범위 내에 포함되는 것으로 보아야 함은 극히 당연한 것이다. 따라서 본 고안의 진정한 보호범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 결정되어야 할 것이다.

Claims

레이들(Ladle)로부터 주입되는 용강을 수용하여 그 용강을 저면부의 노즐을 통해 안정적인 유동상태로 소정의 주형에 공급하기 위한 턴디쉬(Tundish)가 구비된 제강용 턴디쉬의 노즐에 있어서,

상기 턴디쉬의 노즐 표면온도가 저하되어 그 노즐 내부에 슬래그가 형성됨에 따른 노즐의 막힘 현상을 방지할 수 있도록 상기 노즐의 외부를 단열하기 위한 세라믹 재질의 슬리이브가 상기 노즐의 외주에 설치되어 이루어짐을 특징으로 하는 제강용 턴디쉬의 노즐 단열장치.
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