KR20030004767A - Nozzle & Sliding Plate for cast of molten steel - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A nozzle and a sliding plate for casting molten steel are provided to easily enable stagnation suppression and refining of molten steel flow by forming a double structure into which a porous type or slit type structure capable of purging an argon gas to a portion where molten steel flow is stagnated is inserted. CONSTITUTION: In a nozzle used in a tundish or ladle, the nozzle for casting molten steel is characterized in that a separate porous type or slit type structure having a smaller pore diameter than the nozzle body is inserted into a nozzle of a certain portion where molten steel is stagnated, wherein pore size of the porous type structure is 10 to 20 micrometers, a pore size of the slit type structure is 0.1 to 0.7 mm, the nozzle is an upper nozzle(1a) of a sliding gate valve unit for the tundish, or a top nozzle or a collector nozzle for the ladle, and the porous or slit type structure is inserted into both ends of the lower part of a submerged nozzle for refining molten steel by purging an argon gas. In a sliding plate comprising a lower plate(4) used in a tundish or a ladle, the sliding plate for casting molten steel is characterized in that a separate porous type or slit type structure having a smaller pore diameter than the body of the lower plate(4) is inserted into a lower plate, wherein flow of molten steel is cut off so that the lower plate is in the arrangement state that is contacted with molten steel, the pore size of the porous type structure is 10 to 20 micrometers, and the pore size of the slit type structure is 0.1 to 0.7 mm.

Description

용강 주조용 노즐 및 슬라이딩 플레이트{Nozzle ＆ Sliding Plate for cast of molten steel}Nozzle & Sliding Plate for cast of molten steel

본 발명은 용융금속을 주조하는 래들 또는 턴디쉬 장치의 노즐 또는 슬라이딩 플레이트에 관한 것으로, 보다 상세하게는 용강 정련처리 및 연속주조 조업시 용강의 흐름이 정체되는 부위의 노즐 및 슬라이딩 플레이트의 일정 부위에 아르곤 가스를 취입할 수 있는 포러스(porous)타입 구조체 또는 슬리트 타입 구조체를 내삽한 2중 구조체로 하므로써, 용강 흐름의 정체 억제 및 정련을 용이하게 하는데 적합한 노즐(Nozzle) 및 슬라이딩 플레이트(Sliding Plate)에 관한 것이다.The present invention relates to a nozzle or a sliding plate of a ladle or tundish device for casting molten metal, and more particularly, to a portion of a nozzle and a sliding plate of a portion where the flow of molten steel is stagnant during molten steel refining and continuous casting operations. Nozzle and sliding plate suitable for facilitating stabilization and refining of molten steel flow by making a double structure interpolating a porous type structure or a sled type structure capable of blowing argon gas. It is about.

노즐을 통한 용강의 흐름을 원활히 하면서 용강의 정련처리를 위한 가스취입 방법으로는 도 1과 같이 턴디쉬(Tundish)하부에 슬라이딩 게이트 밸브 (Sliding Gate Valve) 장치를 구비한 방법이 일반적으로 사용되고 있다.As a gas blowing method for refining molten steel while smoothly flowing the molten steel through a nozzle, a method including a sliding gate valve device under a tundish is generally used as shown in FIG. 1.

상기 턴디쉬 하부에 설치된 슬라이딩 게이트 밸브 (Sliding Gate Valve)장치는 상부노즐(1) (Upper Nozzle)과 하부노즐(2)(Lower Nozzle)이 장착되고, 상기 노즐 사이에는 내화 재질로 된 상부 플레이트(3)와 하부 플레이트(4)가 설치된다.The sliding gate valve device installed under the tundish is equipped with an upper nozzle 1 and an upper nozzle 2, and an upper plate made of a refractory material between the nozzles. 3) and the lower plate 4 are installed.

그리고 아르곤 가스주입관(6)(Gas Purging Pipe)을 통해 아르곤 가스를 주입하면 아르곤 가스는 블럭벽면(5)과 상부노즐(1)외측 사이의 통로를 따라 턴디쉬 용강 내로 분출된다.When argon gas is injected through the argon gas injection pipe 6, argon gas is blown into the tundish molten steel along a path between the block wall surface 5 and the outside of the upper nozzle 1.

상기 장치에서 상부 플레이트(3)와 하부 플레이트(4)의 작동으로 용강의 흐름이 제어되고, 가스주입관(6)을 통한 아르곤 가스 주입으로 턴디쉬 내의 용강의 대류 작용과 용강 내의 불순물의 부상 분리 촉진으로 청정한 용강을 하부노즐을 통해 주조하게된다.In this device, the flow of molten steel is controlled by the operation of the upper plate 3 and the lower plate 4, and the convection of molten steel in the tundish and the separation of impurities in the molten steel by argon gas injection through the gas injection pipe 6 Acceleration results in the casting of clean molten steel through the lower nozzle.

그러나 상기 장치에서 상부노즐(1)의 하부와 상부 플레이트(3) 상측부에서 용강류의 흐름이 정체됨에 따라 부착되는 용강 및 비금속 산화물의 생성으로 막힘현상이 일어나는 등 용강량의 흐름 콘트롤(Control)에 문제점이 있다.However, in the apparatus, flow control of the molten steel amount is caused by clogging due to the formation of molten steel and non-metal oxides attached as the flow of molten steel is stagnated at the lower part of the upper nozzle 1 and the upper plate 3. There is a problem.

상기한 문제점을 해결하기 위한 일환으로서 상부노즐(1)을 비금속 산화물(주로Al2O3)의 성분과 저융물의 형성이 가능한 CaO계 함유 내화물로 함으로써,Al2O3-CaO계 저융물이 형성되게 하여 노즐 막힘을 방지하고 있다.As part of solving the above problems, the upper nozzle 1 is formed of a CaO-based refractory capable of forming a low melt with a component of a nonmetal oxide (mainly Al 2 O 3 ), whereby an Al 2 O 3 -CaO low melt is formed. To prevent nozzle clogging.

그리고 또다른 방법으로는 상기 상부노즐(1)몸체 전체에 대해 30∼60㎛의 평균 기공 크기를 갖는 포러스(Porous) 타입으로 하므로써, 아르곤 가스주입관(6)을 통한 아르곤 가스가 상부노즐(1)의 기공을 통해 분출되어 버블링 효과를 갖게 하여 용강 흐름의 정체를 다소 원화시키고 있다.In another method, the argon gas through the argon gas injection pipe 6 is formed by the upper nozzle 1 having a porous type having an average pore size of 30 to 60 µm for the entire upper nozzle 1 body. It is ejected through the pores of) and has a bubbling effect, thereby making the flow of molten steel somewhat original.

그러나 상기와 같은 종래의 경우는 아르곤 가스 페징효과에 대한 강력한 교반이 불가능 하는 문제가 있어 막힘 현상을 완전하게 해결하지 못하고 있다.However, in the conventional case as described above, there is a problem that strong agitation for the argon gas paging effect is impossible, and thus the clogging phenomenon cannot be completely solved.

한편, 턴디쉬로부터 몰드에 용강 배출이 끝나면, 상부 플레이트(3)와 하부 플레이트(4)는 도 1과 같이 서로 어긋나게(Close)배치되는데, 이와 같이 하부 플레이트(4)상부의 상부 플레이트 구멍(9)에 정체한 용강은 정체시간이 길면 길 수록 용강이 교반되지 않아 용강 및 비금속산화물의 생성으로 구멍 막힘 현상이 일어나게 되어 계속되는 용강의 배출시 용강 흐름의 콘트롤을 용이하게 할 수 없는 문제점이 있다.On the other hand, after the molten steel is discharged from the tundish to the mold, the upper plate 3 and the lower plate 4 are disposed to be closed to each other as shown in FIG. 1, and thus the upper plate hole 9 of the upper portion of the lower plate 4 is closed. The stagnant molten steel has a problem that the longer the stagnation time, the longer the molten steel is not agitated and thus the hole clogging occurs due to the formation of molten steel and non-metal oxides, thereby making it difficult to control the flow of molten steel during continuous discharge of molten steel.

또한, 용강 흐름의 제어 및 정련장치로서는 도 1과 같은 턴디쉬장치 뿐만아니라 래들장치에 이용되는 탑노즐(Top Nozzle) 또는 용강에 침적하여 적용되는 정련장치로서의 렌즈 침적노즐(Lencs Injection Nozzle)등이 있으며, 이와 같은 장치에서도 상기와 같은 문제점들이 일어날 수 있음은 물론이다.In addition, as a control and refining apparatus for molten steel flow, not only the tundish apparatus as shown in FIG. 1 but also a top nozzle used in a ladle apparatus or a lens injection nozzle as a refining apparatus applied by being deposited on molten steel, etc. In addition, the above problems may occur in such a device.

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 래들 및 턴디쉬 장치의 노즐 및 슬라이딩 플레이트 등의 용강의 흐름이 정체되는 일정 부위에 아르곤 가스를 취입할 수 있는 포러스(porous)타입 구조체 또는 슬리트 타입 구조체를 내삽한 2중 구조체로 하므로써, 아르곤 가스 주입에 따른 강력한 교반의 버블링 효과로 비금속 개재물의 부착 억제와 용강의 흐름 막힘 현상 억제 및 용강의 정련에 이바지할 수 있는 장치를 제공하고자 하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, and includes a porous type structure or slits capable of injecting argon gas into a certain portion where the flow of molten steel such as nozzles and sliding plates of a ladle and tundish device is stagnant. By using the double structure interpolated with the T-type structure, the bubbling effect of the strong stirring caused by argon gas injection is to provide a device that can suppress adhesion of non-metallic inclusions, blockage of flow of molten steel, and contribute to refining molten steel. The purpose is.

도 1은 종래의 슬라이딩 게이트 밸브 구조도1 is a schematic view of a conventional sliding gate valve

도 2는 본 발명에 따른 슬라이딩 게이트 밸브 구조도2 is a structural view of the sliding gate valve according to the present invention

도 3은 본 발명의 포러스 타입 구조체가 내삽된 상부노즐 구조3 is a top nozzle structure in which the porous type structure of the present invention is interpolated.

도 4는 본 발명의 슬리트 타입 구조체가 내삽된 상부노즐 구조4 is a top nozzle structure in which the slits-type structure of the present invention is interpolated

도 5는 슬리트 구멍 형상을 나타낸 상태도5 is a state diagram showing the shape of the slit hole

도 6은 본 발명의 하부 플레이트에 포러스 타입 또는 슬리트 타입의 구조체가 내삽된 확대면도Figure 6 is an enlarged cross-sectional view of the structure of the porous type or slits type interpolated in the lower plate of the present invention

도 7은 침적노즐에 포러스 타입 또는 슬리트 타입의 구조체가 내삽된 상태도7 is a state in which a porous type or a sled type structure is interpolated in an immersion nozzle;

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for main parts of the drawings

1a : 상부노즐 6 : 가스주입관 7 : 포러스 타입 구조체1a: upper nozzle 6: gas injection pipe 7: porous type structure

8 : 슬리트 타입 구조체8: Slit Type Structure

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 턴디쉬 또는 래들에 이용되는 노즐 또는 슬라이딩 플레이트에 있어서, 용강이 정체되는 일정 부위의 노즐 및 슬라이딩 플레이트에 노즐 몸체 또는 슬라이딩 플레이트 몸체 보다 기공경이 작은 별도의 포러스(porous)타입 구조체를 내삽하거나 또는 슬리트(slit)타입 구조체를 내삽하여서 된 노즐 또는 슬라이딩 플레이트 장치로 구성된다.The present invention for achieving the above object is a nozzle or sliding plate used in a tundish or ladle, a separate pore having a smaller pore diameter than the nozzle body or the sliding plate body in the nozzle and the sliding plate of the fixed portion of the molten steel ( It consists of a nozzle or a sliding plate device, either by interpolating a porous type structure or by interpolating a slit type structure.

도 2는 턴디쉬 하부에 설치된 본 발명에 따른 슬라이딩 게이트 밸브 장치를 나타낸 것이다. 도 3 및 도 4는 상부노즐의 확대면도로써, 도 3은 포로스 타입 (porous type)의 구조체가 내삽된 것이고, 도 4는 슬리트 타입(slit type)의 구조체가 내삽된 것을 나타낸 것이다. 본 발명의 장치는 상부노즐을 제외하고는 도 1과 같은 기존의 구조와 다르지 않다.Figure 2 shows a sliding gate valve device according to the present invention installed under the tundish. 3 and 4 are enlarged views of the upper nozzle, FIG. 3 is a porosity type interpolated structure, and FIG. 4 shows a slit type interpolated structure. The apparatus of the present invention is not different from the existing structure as shown in FIG. 1 except for the upper nozzle.

즉, 본 발명의 장치는 턴디쉬 하부에 상부노즐(1a) (Upper Nozzle)과 하부노즐(2)(Lower Nozzle)이 장착되고, 상기 노즐 사이에는 내화 재질로 된 상부 플레이트(3)와 하부 플레이트(4)가 설치되며, 아르곤 가스 주입을 위한 아르곤 가스주입관(6) (Gas Purging Pipe)이 설치되어 있다.That is, in the apparatus of the present invention, an upper nozzle 1a and an upper nozzle 2 are mounted on the lower portion of the tundish, and an upper plate 3 and a lower plate of refractory material are formed between the nozzles. (4) is provided, and argon gas injection pipe 6 (Gas Purging Pipe) for argon gas injection is provided.

상기 구조에서 본 발명이 기존과 다른 것이 상부노즐(1a)인데, 이는 상부 플레이트 상측부에 위치하는 상부노즐 몸체 하단 내측부에 도 3과 같이 상부노즐 몸체의 평균 기공(30∼60㎛)보다 작은 10∼20㎛의 기공을 갖는 포러스(porous) 타입의 구조체(7)를 내삽하여 가스주입관(6)에 연결하거나, 도 4와 같이 슬리트(slit) 타입의 구조체(8)를 내삽하여 가스주입관(6)에 연결한 구조로 이루어진다.The present invention is different from the conventional structure in the above structure is the upper nozzle (1a), which is less than the average pore (30 ~ 60㎛) of the upper nozzle body as shown in Figure 3 in the lower inner portion of the upper nozzle body located on the upper plate upper portion Porous-type structures 7 having pores of ˜20 μm are interpolated and connected to the gas injection pipe 6, or as shown in FIG. 4, the slits-type structures 8 are interpolated. It consists of a structure connected to the pipe (6).

상기한 포러스 타입의 구조체에서 기공크기가 10㎛ 이하 이면 버블링 효과가When the pore size is 10 μm or less in the porous type structure, the bubbling effect is increased.

감소되며 형성되는 버블의 크기가 작아서 비금속개재물의 포집 등은 형성되나, 부상 능력이 감소되기 때문에 바람직하지 않고, 20㎛ 이상에서는 용강의 침윤에 의한 막힘이 문제될 수 있다. 따라서 기공크기를 10∼20㎛ 범위로 함이 바람직하다.Since the size of the bubbles formed is reduced and the collection of non-metallic inclusions is formed, it is not preferable because the floating capacity is reduced, and clogging due to infiltration of molten steel may be a problem at 20 μm or more. Therefore, the pore size is preferably in the range of 10 to 20 μm.

또한 본 발명은 도 4와 같은 슬리트 타입으로 함에 있어서는 0.1∼0.7mm 구멍(hole)이 도 5와 같이 직선 또는 사선으로 뚫여 있는 구조로 할 수 있다.In addition, in the present invention, the slitting type shown in FIG. 4 may have a structure in which 0.1-0.7 mm holes are opened in a straight line or diagonal line as shown in FIG. 5.

상기 구멍이 0.1mm 이하 이면 용강에 대한 교반력이 낮으며, 0.7mm 이상 이면 용강의 침윤에 의한 막힘이 발생하게 된다. 상기 형성되는 구멍의 개수는 크기에 따라 상이하나 24∼48개 정도 형성되며, 구조에 따라 100개 이상도 가능하다.If the hole is 0.1mm or less, the stirring force for the molten steel is low, and if the hole is 0.7mm or more, clogging due to infiltration of the molten steel occurs. The number of holes formed is different depending on the size, but is formed about 24 to 48, it is possible to more than 100 depending on the structure.

또한 본 발명은 도 1의 장치 중 도 6과 같이 하부 플레이트(4)에 대하여도 포러스 타입의 구조체(7a) 또는 슬리트 타입의 구조체(8a)를 내삽하여 아르곤 가스주입관(6a)에 연결하여 사용할 수도 있다.In addition, the present invention is interposed with the argon gas injection pipe (6a) by interpolating the porous structure (7a) or the slitting type structure (8a) to the lower plate (4) as shown in FIG. Can also be used.

본 발명은 상기 포러스 타입 구조체 또는 슬리트 타입 구조체의 내화재질에 대해서 특정하지 않으나, 그 예를 들면, 포러스 타입에 적용되는 내화재질은 Al2O380∼95중량%, SiO22∼15중량%, Cr2O35중량% 이하, ZrO25중량% 이하, MgO 5중량% 이하로 조성시킬 수 있으며, 슬리트 타입의 경우에 이용되는 내화재질은 Al2O3-C 재질로서, Al2O360∼95중량%, C 2∼15중량%, SiO210∼20중량%, ZrO215중량% 이하로 조성된 내화재를 들수 있다.The present invention is not specific for the refractory material of the porous type structure or the slit type structure. For example, the refractory material applied to the porous type is Al 2 O 3 80 to 95% by weight, SiO 2 2 to 15 weight %, Cr 2 O 3 5% by weight or less, ZrO 2 5% by weight or less, MgO 5% by weight or less, and in the case of the slit type, the refractory material used is Al 2 O 3 -C material, Al 2 O 3 60~95% by weight may deulsu, the refractory composition below C 2~15% by weight, SiO 2 10~20% by weight, ZrO 2 15% by weight.

상기한 도 1에서는 턴디쉬에 설치되는 슬라이딩 플레이티에 대해서만 언급였으나, 용강을 주조하기 위한 래들에도 슬라이딩 플레이트를 구비하므로 본 발명은 래들에 적용되는 슬라이딩 플레이트에도 적용함은 물론이다.In FIG. 1, only the sliding plate installed in the tundish is mentioned, but the present invention also applies to the sliding plate applied to the ladle since the ladle for casting molten steel is provided with the sliding plate.

또한 본 발명은 도면에는 나타내지 않았으나, 래들 장치에 적용하여 사용되는 탑노즐(Top Nozzle) , 콜렉터 노즐(Collecter Nozzle)에 상기의 포러스 타입 구조체 또는 슬리트 타입 구조체를 내삽하여 사용할 수 있음은 물론이다.In addition, although the present invention is not shown in the drawings, the above-described porous type structure or slitting type structure may be used by interpolating the top nozzle and the collector nozzle used in the ladle apparatus.

또한 본 발명은 도 7과 같은 침적노즐에 대하여도 포러스 타입의 구조체(7b)또는 슬리트 타입의 구조체(8b)를 내삽하여 적용할 수 있음은 물론이다.In addition, the present invention can be applied to the deposition nozzle as shown in FIG. 7 by interpolating the porous structure 7b or the slit type structure 8b.

이상에서와 같이 본 발명은 래들 및 턴디쉬 장치의 노즐 또는 슬라이딩 플레이트 등의 용강의 흐름이 정체되는 일정 부위에 아르곤 가스를 취입할 수 있는 포러스(porous)타입 구조체 또는 슬리트 타입 구조체를 내삽한 2중 구조체로 하므로써, 이를 통한 아르곤 가스 분출압에 따른 강력한 버블링 효과로 용강의 막힘을억제하는 등 비금속개재물의 부착 억제로 청정한 용강을 얻을 수 있다.As described above, the present invention provides an interpolation of a porous type structure or a sled type structure capable of injecting argon gas into a certain portion where the flow of molten steel such as a nozzle or a sliding plate of a ladle and a tundish device is stagnant. By using the heavy structure, clean molten steel can be obtained by suppressing adhesion of non-metallic inclusions, such as suppressing clogging of molten steel by the strong bubbling effect according to the argon gas ejection pressure.

Claims (8)

턴디쉬 또는 래들에 이용되는 노즐에 있어서, 용강이 정체되는 일정 부위의 노즐에 상기 노즐 몸체보다 기공경이 작은 별도의 포러스(porous)타입 구조체를 내삽하거나 또는 슬리트(slit)타입 구조체를 내삽하여서 됨을 특징으로 하는 용강 주조용 노즐.In the nozzle used for the tundish or ladle, it is possible to interpolate a separate porous type structure having a smaller pore diameter than the nozzle body or interpolate a slit type structure to a nozzle at a portion where the molten steel is stagnant. The molten steel casting nozzle characterized by the above-mentioned. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 포러스 타입 구조체의 기공이 10∼20㎛ 임을 특징으로 하는 용강 주조용 노즐.Molten steel casting nozzle, characterized in that the pore of the porous structure is 10-20㎛. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 슬리트 타입 구조체의 구멍 크기가 0.1∼0.7mm 임을 특징으로 하는 용강 주조용 노즐.A nozzle for casting molten steel, characterized in that the hole size of the slit type structure is 0.1 to 0.7 mm. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 노즐이 턴디쉬용 슬라이딩 게이트 밸브장치의 상부노즐이거나, 래들의 탑노즐 또는 콜렉터 노즐 임을 특징으로 하는 용강주조용 노즐.4. The molten steel casting nozzle according to any one of claims 1 to 3, wherein the nozzle is a top nozzle of a tundish sliding gate valve device or a ladle top nozzle or a collector nozzle. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 포러스 타입 구조체 또는 슬리트 타입 구조체가 아르곤 가스를 취입하여 정련하는 침적노즐의 하단부 양단에 내삽하여서 됨을 특징으로 하는 노즐.The nozzle according to any one of claims 1 to 3, wherein the porous type structure or the slit type structure is interpolated at both ends of the lower end of the deposition nozzle for blowing and refining argon gas. 턴디쉬 또는 래들에 이용되는 하부 플레이트를 포함하는 슬라이딩 플레이트에 있어서, 용강의 흐름이 차단되어 용강과 접하는 배치 상태의 하부 플레이트에 하부 플레이트 몸체보다 기공경이 작은 별도의 포러스(porous)타입 구조체를 내삽하거나 또는 슬리트(slit)타입 구조체를 내삽하여서 됨을 특징으로 하는 용강 주조용 슬라이딩 플레이트.In the sliding plate comprising a lower plate used for a tundish or ladle, the flow of molten steel is interrupted to interpolate a separate porous type structure having a smaller pore diameter than the lower plate body to the lower plate in the arrangement state in contact with the molten steel Or by injecting a slit-type structure into the molten steel casting sliding plate. 제 6항에 있어서,The method of claim 6, 포러스 타입 구조체의 기공이 10∼20㎛ 임을 특징으로 하는 용강 주조용 슬라이딩 플레이트.Sliding plate for molten steel casting, characterized in that the pore of the porous structure is 10 ~ 20㎛. 제 6항에 있어서,The method of claim 6, 슬리트 타입 구조체의 구멍 크기가 0.1∼0.7mm 임을 특징으로 하는 용강 주조용 슬라이딩 플레이트.A sliding plate for molten steel casting, characterized in that the hole size of the slit type structure is 0.1 to 0.7 mm.
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