KR20100003387U - 용강 주조설비용 콜렉터 노즐 - Google Patents

Abstract

본 고안은 용강의 연속주조 공정에 사용되는 주조설비인 래들의 하부에 장착되어 쉬라우드 노즐과 함께 턴디쉬로 배출되는 용강의 재산화를 방지하는 역할을 하는 콜렉터 노즐에 관한 것이다.

본 고안의 용강 주조설비용 콜렉터 노즐은 내화물로 된 몸체와, 상기 몸체의 바깥둘레에 씌워져 몸체를 보호하는 메탈케이스와, 상기 메탈케이스의 하단에 위치되고 몸체 하단부의 바깥둘레에 씌워져 부착된 이형재로 구성된다.

또한 상기 이형재는 흑연시트로 되며, 그 높이가 10-50mm이고 두께가 0.5-5.0mm이다.

콜렉터 노즐, 쉬라우드 노즐, 메탈케이스, 이형재

Description

용강 주조설비용 콜렉터 노즐{Collector nozzle for molten metal equipment}

본 고안은 용강의 연속주조 공정에 사용되는 주조설비인 래들(Ladle)의 하부에 장착되어 쉬라우드 노즐(Shroud nozzle)과 함께 턴디쉬(Tundish)로 배출되는 용강의 재산화를 방지하는 역할을 하는 콜렉터 노즐에 관한 것이다.

제강 조업시 제강로에서 출탕된 용강(용융금속)은 래들에 받아져 용강중에 포함된 황, 인, 탄소, 망간 등 대부분의 불순물을 제거히는 정련 처리작업을 거친 후 턴디쉬로 보내지며, 턴디쉬에서 다시 몰드로 주입되어 원하는 형태의 중간제품인 슬라브, 블룸, 빌렛트 등을 얻게 된다.

이와 같은 용강의 연속주조 공정에 사용되는 주조설비인 래들의 하부에는 내화물로 된 콜렉터 노즐이 장착되며, 이 콜렉터 노즐은 쉬라우드 노즐과 조립되어 용강의 이동통로 역할을 함은 물론 용강의 재산화를 방지하는 역할을 하는 등 연속주조시 용강의 품질 안정에 중요한 역할을 수행한다.

도 1과 도 2는 용강 주조설비중 래들과 턴디쉬 사이에 노즐이 설치된 상태를 나타낸 도면으로서, 래들(6)의 바닥면에 어퍼 노즐(3)이 고정되고 이 어퍼 노즐(3) 의 하부에 콜랙터 노즐(1)이 장착되며, 상기 콜렉터 노즐(1)의 하부에는 쉬라우드 노즐(2)이 조립되어 용강의 배출통로를 형성한다.

따라서 래들(6)내의 용강은 어퍼 노즐(3)과 콜렉터 노즐(1) 및 쉬라우드 노즐(2)을 통해 턴디쉬(7)로 배출되며, 어퍼 노즐(3)과 콜렉터 노즐(1) 사이에 배치된 상부 플레이트(4) 및 하부 플레이트(5)등의 개폐장치에 의해 용강의 배출통로가 개폐되고 배출량이 제어된다.

또한 상기 콜렉터 노즐(1)은 도 3과 같이 내화물로 성형되는 몸체(10)와 이 몸체의 외표면을 감싸는 메탈 케이스(11)로 이루어져 있으며, 상기 메탈케이스(11)는 노즐의 사용 및 조립시 외부 충격으로 부터 내화물인 몸체(10)를 보호하는 역할을 수행한다.

그리고 연속주조 작업시 래들(6)내의 용강은 1회 약 60분 정도 용강 배출통로를 통해 턴디쉬(7)로 주입되며, 1회 주입 후에는 콜렉터 노즐(1)을 쉬라우드 노즐(2)에서 분리하여 제거한 후 래들(6)에 다시 용강을 담고 새로운 콜랙터 노즐(1)을 쉬라우드 노즐(2)에 조립하여 사용하는 과정을 반복하게 된다.

즉, 콜렉터 노즐(1)은 1회 사용 후 폐기되고 쉬라우드 노즐(2)은 통상 5-10회 반복적으로 사용되며, 이에 따라 상기와 같은 설비에서는 1회 사용된 콜렉터 노즐(1)을 쉬라우드 노즐(2)에서 분리하고 새로운 콜렉터 노즐(1)을 다시 조립하는 작업을 자주 수행하게 된다.

한편, 래들(6)내의 용강이 노즐을 통해 주입될 때 용강이 스플레쉬(Splash)되는 현상에 의해 도 4와 같이 쉬라우드 노즐(2)의 내벽면 상부에는 역삼각형 단면 형상의 지금(응고된 용강)이 부착되며, 따라서 1회 사용 후에는 콜렉터 노즐(1)을 쉬라우드 노즐(2)에서 분리하고 쉬라우드 노즐(2)의 내벽면에 부착된 지금(M)을 산소 세척으로 제거하여야 한다.

그러나 도 3에 도시한 바와 같은 종래의 콜렉터 노즐(1)은 내화물로 된 몸체(10)의 상단에서 하단에 이르는 바깥둘레 전체에 걸쳐 메탈케이스(11)가 씌워져 있기 때문에 상기와 같이 쉬라우드 노즐(2)의 내벽면 상부에 부착되는 지금(M)이 콜렉터 노즐(1)의 메탈케이스(11) 하단부와 서로 달라붙어 융착되는 현상이 생기게 되며, 이러한 지금(M)과 메탈케이스(11)의 융착에 의해 1회 사용 후 콜렉터 노즐(1)을 쉬라우드 노즐(2)에서 분리할 때 콜렉터 노즐(1)이 쉽게 분리되지 않게 된다.

종래에는 콜렉터 노즐의 메탈케이스와 지금이 융착되어 쉽게 불리되지 않음에 따라 콜렉터 노즐을 쉬라우드 노즐에서 분리하기 위해 강제적인 틸팅작업을 실시하였다.

그러나 강제적인 틸팅작업을 하게 되면 외부 충격에 의해 연주용 내화물인 콜렉터 노즐의 조립부위나 쉬라우드 노즐의 상부에 균열이 생겨 조업 트러블이 발생하는 경우가 많고 이러한 경우 연속주조 작업을 수행하지 못하게 된다,

본 고안의 목적은 1회의 용강 주입이 끝나고 콜렉터 노즐을 쉬라우드 노즐에서 분리할 때 분리작업이 보다 용이해질 수 있는 구조의 콜렉터 노즐을 제공하기 위한 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안의 용강 주조설비용 콜렉터 노즐은 내화물로 된 몸체와, 상기 몸체의 바깥둘레에 씌워져 몸체를 보호하는 메탈케이스와, 상기 메탈케이스의 하단에 위치되고 몸체 하단부의 바깥둘레에 씌워져 부착된 이형재로 구성된 것을 특징으로 한다.

또한 상기 이형재는 흑연시트로 되며, 그 높이가 10-50mm이고 두께가 0.5-5.0mm인 것이 바람직하다.

본 고안은 콜렉터 노즐의 하부에 흑연시트로 된 이형제를 부착하여 용강주조시 생성되는 지금과 메탈케이스의 융착을 방지하도록 되어 있기 때문에 연속주조 작업시 콜렉터 노즐을 쉬라우드 노즐에서 쉽게 분리할 수 있게 된다.

또한 콜렉터 노즐의 분리가 용이해짐에 따라 강제적인 틸팅작업이 필요없게 되고 강제적 틸팅작업으로 인한 쉬라우드 노즐 상부의 균열이 생기지 않아 조업 트러블이 방지된다.

도 5는 본 고안에 따른 콜렉터 노즐의 일부를 단면으로 표시한 정면도로서, 본 고안의 콜렉터 노즐은 내화물로 된 몸체(20)와, 상기 몸체(20)의 외경면을 감싸 몸체(20)를 보호하는 메탈케이스(21)와, 상기 메탈케이스(21)의 하단부에 위치되어 몸체(20)의 하단 일부를 감싸는 이형재(22)로 구성되어 있다.

상기 이형재(22)는 흑연질 내화물에 부착이 용이하도록 하기 위해 대략 링 형상을 이루는 흑연시트로 되어 있고 내경면에는 이 흑연시트를 본체의 외경면에 고정하기 위해 세라믹 페이퍼를 부착한 구조로 되어 있다.

또한 상기 이형재(22)는 쉬라우드 노즐에 조립할 때 문제가 없도록 하기 위해 메탈케이스(21)의 두께와 같거나 이보다 얇게 설계되며, 이형재(22)의 높이와 메탈케이스(21)의 높이를 합한 높이가 몸체(20)의 높이와 같거나 이보다 약간 낮게 되도록 설계된다.

상기 이형재(22)는 메탈케이스(21)가 지금(M)과 달라붙어 융착되는 것을 막아주는 부품으로서, 이형재(22)의 높이(H)가 높은 경우 메탈케이스(21)와 지금(M)이 융착되는 현상을 효과적으로 방지할 수 있는 반면 상대적으로 메탈케이스(21)의 면적이 축소되므로 이형재(22)는 적절한 높이를 가지도록 설계되어야 한다.

실험 결과 이형재(22)의 높이(H)가 10mm 미만이면 사용중 용융금속에 의해 소손되어 기능을 수행할 수 없게 되며, 반대로 50mm를 초과하면 그만큼 상대적으로 메탈케이스(21)의 면적이 작아짐에 따라 몸체(20)의 보호 기능이 저하되어 사용중 몸체(20)의 균열 및 탈락이 유발될 우려가 있다.

또한 상기 이형재(22)의 두께가 상기 0.5-5.0mm의 범위를 벗어나는 경우 쉬라우드 노즐과의 조립성이 나쁘고 조립중 이형재(22)가 밀려 올라가는 문제가 발생한다.

따라서 상기 이형재(22)의 높이(H)는 10-50mm의 범위내로 셜계되고 그 두께는 0.5-5.0mm의 범위내로 설계되는 것이 바람직하며, 이와 같은 이형재(22)를 메탈 케이스(21)의 하방에 부착하여 사용하는 경우 사용중 스플레시되는 용강에 의한 소손이나 변형이 없고 메탈케이스와 지금이 융착되는 것을 막아 콜렉터 노즐을 쉽게 분리할 수 있도록 하여 준다.

도 1은 용강 주조설비의 래들과 턴디쉬 부분의 구성도

도 2는 래들의 하부에 설치되는 노즐부분의 사시도

도 3은 종래 콜렉터 노즐의 일부를 절개하여 나타낸 정면도

도 4는 종래 콜렉터 노즐이 쉬라우드 노즐에 조립된 상태를 나타낸 단면도

도 5는 본 고안에 따른 콜렉터 노즐의 일부를 절개하여 나타낸 정면도

도 6은 본 고안의 콜렉터 노즐이 쉬라우드 노즐에 조립된 상태를 나타낸 단면도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

20 : 몸체 21 : 메탈케이스

22 : 이형재

Claims (3)

1. 내화물로 된 몸체와,

   상기 몸체의 바깥둘레에 씌워져 몸체를 보호하는 메탈케이스와,

   상기 메탈케이스의 하단에 위치되고 몸체 하단부의 바깥둘레에 씌워져 부착된 이형재로 구성된 것을 특징으로 하는 용강 주조설비용 콜렉터 노즐.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 이형재가 흑연시트인 것을 특징으로 하는 용강 주조설비용 콜렉터 노즐.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 이형재의 높이가 10-50mm이고 두께가 0.5-5.0mm인 것을 특징으로 하는 용강 주조설비용 콜렉터 노즐.

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