KR20030006138A

KR20030006138A - 래들 업퍼 노즐의 응고 방지방법

Info

Publication number: KR20030006138A
Application number: KR1020010041711A
Authority: KR
Inventors: 유재응; 김준식; 박영관; 최수호
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2001-07-11
Filing date: 2001-07-11
Publication date: 2003-01-23
Also published as: KR100784420B1

Abstract

본 발명은 래들 업퍼 노즐의 응고 방지방법에 관한 것으로서,

래들(11) 하부에 위치하면서 슬라이딩 노즐(13)에 의하여 그 하부면이 개폐되는 래들 업퍼 노즐(12) 내부에 Cr 및 Si 성분의 래들 필러(22)를 투입하여 주조 개시시 용강의 응고를 방지하는 방법에 있어서, 상기 래들 업퍼 노즐(12) 내부에, 용강에 혼입시 그 위로 부상하는 성질을 갖는 내화물 재질로 제조된 고체형의 더미 플러그(32)를 위치시킨 후, 상기 더미 플러그(32)의 외주면과 상기 래들 업퍼 노즐(12)의 내주면 사이와 그 상부면에 Cr 및 Si 성분의 래들 필러(22)를 투입하는 것을 특징으로 하며,

래들에서 턴디쉬로 연결해주는 쉬라우드 노즐의 침지개공 작업시 보다 안정된 작업을 행할 수 있도록 해주고, 제조되는 강재의 품질을 보다 향상시킬 수 있도록 해주는 효과를 제공한다.

Description

래들 업퍼 노즐의 응고 방지방법{SOLIDIFICATION PREVENTING METHOD FOR LADLE UPPER NOZZLE}

본 발명은 래들 업퍼 노즐의 응고 방지방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 제강공정의 연주공정에 있어서, 래들로부터 하부의 턴디쉬로 용강을 주입하는 때에 래들 업퍼 노즐 주위의 용강 응고를 방지하기 위하여 사용되는 래들 필러에 내화물 재질로 이뤄진 더미 플러그를 도입함으로써, 래들에서 턴디쉬로 연결해주는 쉬라우드 노즐의 침지개공 작업시 보다 안정된 작업을 행할 수 있도록 해주고, 제조되는 강재의 품질을 보다 향상시킬 수 있도록 해주는 래들 업퍼 노즐의 응고 방지방법에 관한 것이다.

도 1은 일반적인 제강공장 연주공정의 개략적인 구성도, 도 2는 종래의 래들 필러(Ladle Filler)를 이용한 래들 업퍼 노즐의 응고 방지방법을 나타내는 개략도이다.

일반적으로 제강공정에서 정련되어진 용강을 연속주조하는 작업은 예를 들어, 약 280톤의 용강이 저장된 래들(11)로부터 약 60톤이 저장 가능한 용기인 턴디쉬(15)로 1차적으로 용강을 주입하고, 턴디쉬(15)에서 적절한 용강량을 확보하면서 침적노즐(18)을 통해 몰드(19)로 2차 주입한 다음, 냉각하여 응고하는 방식으로 이뤄진다.

상기와 같은 연주공정의 주요 구성부에 대하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

제강공정에서 정련된 용강을 받아 연속주조 작업시 주조위치에서 턴디쉬(15)에 주입 되도록 용강(11a)을 보관하는 용기를 래들(11)이라고 한다. 상기 래들(11)에서 하부의 턴디쉬(15)로의 용강 주입시 턴디쉬 카의 상부에 부착된 쉬라우드 디바이스에 의해 래들 콜랙트 노즐에 삽입하여 용강의 재산화를 방지하는 내화물을 쉬라우드 노즐(14)이라고 하며, 상기 래들(11)에서 주입되는 용강을 받아 양쪽 스트랜드(Strand)의 몰드(19)로 분배하여 주입하는 중간 용강 분배 장치를 턴디쉬(15)라고 한다.

또한, 상기 턴디쉬(15)에서 몰드(19)로 주입되는 용강을 외부의 대기와 차단하고 안정되게 주입되도록 하는 주입통로 역할을 하는 장치를 침적노즐(Submerged nozzle)(18)이라고 한다.

상기 몰드(19)에서는 몰드 주형의 내부가 열전도가 높은 구리(Cu) 플레이트로 형틀이 구성되어 있고 그 내부로 냉각수가 흐르므로, 주조중 용강이 주입되면, 냉각수의 간접 냉각 효과에 의해 용강의 응고가 진행되면서 초기 용강의 외피가 응고되게 된다.

상기 턴디쉬의 내부 및 용강 주입구는 고온의 용강을 수용하고 용강이 주입되는 동안에 지속적인 접촉이 이루어지기 때문에, 고온의 용강 온도에 견디는 내용융성, 내침식성 등을 갖는 물질로 구성되는데, 이를 내화물이라 한다.

한편, 종래의 연주공정에서는 연속주조시 래들 내 용강의 개공성을 향상시키기 위하여, 래들 업퍼 노즐(Ladle Upper Nozzle)(12)에 과립형의 Cr 및 Si를 투입하여, 개공시 용강의 응고를 방지하도록 하였는데 이러한 역할을 하는 것을 래들 필러(Ladle Filler)(22)라고 한다.

즉, 일반적으로 종래에는 래들(11) 하부 슬라이딩 노즐(13) 주위의용강(11a)의 응고를 방지하기 위하여 래들(11) 준비시 래들 업퍼 노즐(12) 내부에 상기한 바와 같이 래들 필러로 사용되는 Cr 이나 Si를, 예를 들면, 60Kg정도 투입한 후 전로에서 출강을 하였다.

그런데, 래들 필러(22)로 사용되는 Cr 및 Si는 경시변화에 의한 응결현상이 발생하였고, 턴디쉬의 용강내에 과다 투입되는 경우 제품의 품질을 저하시키는 문제를 발생시켰으며, 래들 연결 작업시 품질 향상 작업의 일환으로 실시되는 쉬라우드 노즐(14)의 침지개공 작업시 래들 필러(22)가 노즐 내에서 빠져나오지 못하는 등의 트러블을 야기하여, 결과적으로 전체 작업을 불안정하게 만드는 등의 문제점을 발생시켰다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 제강공정의 연주공정에 있어서, 래들로부터 하부의 턴디쉬로 용강을 주입하는 때에 래들 업퍼 노즐 주위의 용강 응고를 방지하기 위하여 사용되는 래들 필러에 내화물 재질로 이뤄진 더미 플러그를 도입함으로써, 래들에서 턴디쉬로 연결해주는 쉬라우드 노즐의 침지개공 작업시 보다 안정된 작업을 행할 수 있도록 해주고, 제조되는 강재의 품질을 보다 향상시킬 수 있도록 해주는 래들 업퍼 노즐의 응고 방지방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 일반적인 제강공장 연주공정의 개략적인 구성도,

도 2는 종래의 래들 필러(Ladle Filler)를 이용한 래들 업퍼 노즐의 응고방지방법을 나타내는 개략도,

도 3은 본 발명에 의한 래들 업퍼 노즐의 응고방지방법을 나타내는 개략도이다.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

11: 래들(Ladle)11a: 용강

11b: 슬래그(Slag)12: 업퍼 노즐(Upper Nozzle)

13: 슬라이딩 노즐14: 쉬라우드 노즐(Shroud nozzle)

15: 턴디쉬(Tundish)15a: 탕면

17: 슬라이딩 노즐18: 침적 노즐(Submerged nozzle)

19: 몰드(Mold)22: 래들 필러(Ladle Filler)

32: 더미 플러그(Dummu Plug)

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 래들(11) 하부에 위치하면서 슬라이딩 노즐(13)에 의하여 그 하부면이 개폐되는 래들 업퍼 노즐(12) 내부에 Cr및 Si 성분의 래들 필러(22)를 투입하여 주조 개시시 용강의 응고를 방지하는 방법에 있어서,

상기 래들 업퍼 노즐(12) 내부에, 용강에 혼입시 그 위로 부상하는 성질을 갖는 내화물 재질로 제조된 고체형의 더미 플러그(32)를 위치시킨 후, 상기 더미 플러그(32)의 외주면과 상기 래들 업퍼 노즐(12)의 내주면 사이와 그 상부면에 Cr 및 Si 성분의 래들 필러(22)를 투입하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 있어서, 상기 내화물은 Al₂O₃성분으로 이뤄진 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 관하여 도면을 참조하여 설명한다.

상기한 바와 같이, 종래에는 래들 업퍼 노즐의 응고방지를 위하여 래들(11) 하부에 위치하면서 슬라이딩 노즐(13)에 의하여 그 하부면이 개폐되는 래들 업퍼 노즐(12) 내부에 Cr 및 Si 성분의 래들 필러(22)를 투입하는 방법을 사용하였다.

그런데, 이와 같은 종래의 방법을 사용할 때에는 상술한 바와 같은 여러 문제점을 발생시켰는데, 특히 Cr 및 Si 성분의 래들 필러(22)가 턴디쉬의 용강내에 과다 투입되는 경우 제품의 품질이 저하되는 것이 가장 큰 문제였다.

본 발명은 이와 같은 점에 착안하여, 용강과 접하는 부분에는 종래의 래들 필러를 사용하지만 그 내부에는 제품의 품질에 영향을 미치지 않는 내화물 재질의더미 플러그를 도입하여, 래들 필러의 사용량을 최소화하고자 하였다.

이를 위하여, 상기 래들 업퍼 노즐(12) 내부에, 용강에 혼입시 그 위로 부상하는 성질을 갖는 내화물로 제조된 고체형의 더미 플러그(32)를 위치시킨 후, 상기 더미 플러그(32)의 외주면과 상기 래들 업퍼 노즐(12)의 내주면 사이와 그 상부면에 Cr 및 Si 성분의 래들 필러(22)를 투입하도록 구성하였다.

이때, 더미 플러그(32)의 재질로 사용되는 내화물로서는 일반적인 제강공정에서 사용되는 내화물이 사용될 수 있다. 즉, 예를 들면 연주공정에서 턴디쉬(15)의 하부면에는 용강 유출말기에 소용돌이(vortex)의 발생으로 인하여 몰드내로 슬래그가 유입되는 현상을 방지하기 위하여 소용돌이 방지 댐(vortex dam)을 설치 사용하는데, 이러한 소용돌이 방지 댐이 내화물로 제작된다.

이러한 내화물은 그 주성분으로서 Al₂O₃가 사용되나, 각 내화물의 용도에 따라 약간씩 다른 성분이 포함될 수 있다. 본 발명에서 착안한 점은 제강공정에서 일반적으로 사용되는 이러한 내화물을 이용하여 고체형의 더미 플러그를 제작함으로써, 더미 플러그의 제작을 위하여 별도의 새로운 재질을 개발해야 하는 번거로움을 없앴다는 점이다.

실제로 제강공정에서 사용되는 내화물의 성분을 예를 들면 다음과 같다.

< 내화물 1 >

SiO₂: 2.0

Al₂O₃: 95.0

CaO: 2.0

MgO: 1.0

Total: 100%

< 내화물 2 >

SiO₂: 34.06

Al₂O₃: 57.39

Fe₂O₅: 1.58

CaO: 5.49

MgO: 0.37

K₂: 0.39

Ti: 0.72

Total: 100%

상기의 내화물 중 내화물 2는 저급 재질의 것에 해당하며, 가격이 낮은 등급에 해당된다. 상기 내화물 1은 주로 용강과 접하는 중요한 곳에 사용되는 내화물에 해당된다.

이러한 내화물 중 본 발명의 더미 플러그의 재질로서는 반드시 고급 재질의 것이 사용될 필요는 없고, 가격이 낮은 저급 재질의 것이 사용되어도 된다. 그 이유는 내화물인 고체는 턴디쉬에 들어가도 용강과 혼합되는 것이 아니라, 용강 위로 부상하기 때문이다.

상기 래들 업퍼 노즐(12) 내부에 이러한 내화물 재질로 제조된 고체형의 더미 플러그(32)를 위치시킨 후, 상기 더미 플러그(32)의 외주면과 상기 래들 업퍼 노즐(12)의 내주면 사이와 그 상부면에 Cr 및 Si 성분의 래들 필러(22)를 투입한다. 그 후, 슬라이딩 노즐(13)을 개방하면 용강이 쉬라우드 노즐(14)을 통과하여 턴디쉬(15)에 주입되게 되며, 이때 래들 업퍼 노즐(12) 주위의 용강의 응고가 방지된 상태이므로 원활한 주입이 이뤄지게 된다.

이와 같은 본 발명 래들 업퍼 노즐의 응고 방지방법은, 래들에서 턴디쉬로 연결해주는 쉬라우드 노즐의 침지개공 작업시 보다 안정된 작업을 행할 수 있도록 해주고, 제조되는 강재의 품질을 보다 향상시킬 수 있도록 해주는 효과를 제공하는 장점이 있다.

Claims

래들(11) 하부에 위치하면서 슬라이딩 노즐(13)에 의하여 그 하부면이 개폐되는 래들 업퍼 노즐(12) 내부에 Cr 및 Si 성분의 래들 필러(22)를 투입하여 주조 개시시 용강의 응고를 방지하는 방법에 있어서,

상기 래들 업퍼 노즐(12) 내부에, 용강에 혼입시 그 위로 부상하는 성질을 갖는 내화물 재질로 제조된 고체형의 더미 플러그(32)를 위치시킨 후, 상기 더미 플러그(32)의 외주면과 상기 래들 업퍼 노즐(12)의 내주면 사이와 그 상부면에 Cr 및 Si 성분의 래들 필러(22)를 투입하는 것을 특징으로 하는 래들 업퍼 노즐의 응고 방지방법.
제1항에 있어서,

상기 내화물은 Al₂O₃성분으로 이뤄진 것을 특징으로 하는 래들 업퍼 노즐의 응고 방지방법.