KR20120043964A - 래들의 롱노즐과 이를 이용한 용강 배출 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 래들의 롱노즐과 이를 이용한 용강 배출 방법에 관한 것으로, 롱노즐(100)의 하부에 다공성 내화물로 이루어진 공기배출부(50)를 형성하고, 새 래들로 교체 후 침지개공시 상기 공기배출부(50)를 턴디쉬 용강(210)의 표면 상부에 위치시킨다.
따라서, 침지개공시 상기 공기배출부(50)를 통해 롱노즐(100) 내부의 공기가 외부로 원활히 배출됨으로써 롱노즐(100)내부에 고압이 형성되지 않으며, 이에 고압으로 인한 롱노즐 및 래들의 진동을 방지하여 안정적인 작업이 가능하도록 하고, 슬래그 혼입이 방지되어 주편 품질이 향상되며, 롱노즐의 파손을 방지할 수 있게 되어 안전성이 향상된다.

Description

래들의 롱노즐과 이를 이용한 용강 배출 방법{long nozzle of ladle and method for discharging molten steel}

본 발명은 래들의 롱노즐과 이를 이용한 용강 배출 방법에 관한 것으로, 특히 용강 배출시 롱노즐의 내부 공기 압력에 의한 진동 및 노즐 파손을 방지할 수 있도록 된 래들의 롱노즐과 이를 이용한 용강 배출 방법에 관한 것이다.

연속주조공정은 래들의 용강을 턴디쉬로 공급하고, 이어 용강을 턴디쉬의 하부에 설치된 상부노즐과 침지노즐을 통해 몰드로 공급하여, 용강이 몰드의 하부로 연속적으로 빠져나오면서 응고됨으로써 이루어진다.

상기 래들과 턴디쉬 사이에도 래들 하부에 하부노즐이 구비되고, 상기 하부노즐에 롱노즐이 장착되어, 이들 노즐을 통해 용강이 턴디쉬의 용강내로 공급됨으로써 공기와의 접촉을 차단하여 용강의 산화를 방지하고 있다.

본 발명은 상기 롱노즐을 이용하여 새로 바뀐 래들의 용강을 최초 배출하기 시작할 때 롱노즐 내부의 공기가 압축되면서 발생한 압력에 의해 롱노즐에 진동이 발생하는 것을 방지하고, 또한 상기 압력에 의해 롱노즐 토출부에 크랙이 발생한 후 급격하게 성장하여 롱노즐이 파손되는 현상을 방지함으로써 안정적으로 작업이 이루어질 수 있도록 된 래들의 롱노즐과 이를 이용한 용강 배출 방법을 제공함에 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 래들의 롱노즐은,

래들의 하부노즐에 결합되는 연결부와,

상기 연결부의 하부에 직경이 축소된 상태로 연장 형성된 노즐상부와,

상기 노즐상부보다 큰 직경을 가지며 용강이 배출되는 토출구를 형성하는 노즐하부와,

상기 노즐상부와 노즐하부를 연결하는 확관부 및,

상기 노즐하부의 하부에 형성되어 내부 공기를 외부로 배출하는 공기배출부;

를 포함한다.

또한, 상기 공기배출부는 다공성 내화물로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 공기배출부는 상기 노즐하부의 원주면 전체에 걸쳐 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 공기배출부는 상기 노즐하부의 원주면에 있어서 등 간격으로 다수 개 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 래들의 롱노즐을 이용한 용강 배출 방법은,

용강 배출을 완료한 래들과 함께 롱노즐을 상승시키는 단계와,

상기 래들과 상기 롱노즐을 분리하는 단계와,

상기 롱노즐을 교체할 래들에 연결하는 단계와,

상기 교체된 래들과 함께 상기 롱노즐을 하강시켜 롱노즐의 하단부에 형성된 공기배출부를 턴디쉬의 용강 표면 상부에 위치시키도록 상기 롱노즐의 하단부를 턴디쉬의 용강에 침지시키는 단계 및,

상기 교체된 래들의 배출구를 개방하여 용강과 함께 배출되는 필러에 의해 롱노즐 내부의 공기가 밀려져서 상기 공기배출부를 통해 롱노즐의 외부로 배출시키는 단계

를 포함한다.

또한, 상기 공기배출부를 통해 롱노즐의 외부로 공기를 배출시키는 단계 이후에 상기 래들과 함께 롱노즐을 추가로 하강시켜 상기 공기배출부를 턴디쉬 용강의 표면 아래로 잠기도록 하는 단계를 실시하는 것을 특징으로 한다.

이상 설명한 바와 같은 본 발명에 따르면,

래들 교체후 침지개공시 롱노즐 내부공기가 외부로 배출될 수 있게 됨으로써 롱노즐 내부에 고압이 형성되는 것이 방지된다.

따라서, 상기 고압에 의해 발생하는 노즐 및 래들의 진동이 방지됨으로써 용강의 배출이 안정되고 래들 슬래그의 혼입이 방지됨으로써 안정적인 연속주조가 가능함은 물론 주편의 품질이 향상된다.

또한, 상기 고압으로 인한 롱노즐의 파손이 방지되어, 외부 공기의 혼입이 방지됨으로써 주편 품질이 향상되고, 파손 틈새로 용강이 비산되지 않게 됨으로써 작업자의 안전성이 향상된다.

또한, 롱노즐을 내구 수명이 연장됨으로써 비용 절감의 효과도 있다.

도 1은 본 발명에 따른 롱노즐을 도시한 도면,
도 2는 통상적인 주조시의 롱노즐 침지상태를 나타낸 도면,
도 3은 후속 래들 연결시의 롱노즐 침지상태를 나타낸 도면,
도 4는 도 2의 롱노즐 침지상태 확대도,
도 5는 도 3의 롱노즐 침지상태 확대도이다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 롱노즐(100)은 길이가 긴(래들 하부에 장착된 하부노즐에 비해 상대적으로 길이가 길다) 중공형의 관체로서 내부의 중공을 통해 래들로부터 배출된 용강이 통과하므로 고온에 견디기 위하여 내화물 재질로 이루어져 있다.

상기 롱노즐(100)은 크게 래들의 하부노즐에 결합하기 위한 연결부(10)와, 상기 연결부(10)의 하부에 직경이 축소된 상태로 연장 형성된 노즐상부(20)와, 상기 노즐상부(20)보다 큰 직경을 가지며 용강이 배출되는 토출구를 형성하는 노즐하부(30)로 구성되며, 상기 노즐상부(20)와 노즐하부(30)는 양측의 직경 차이를 수용하면서 상호 연결될 수 있도록 테이퍼진 경사면 형상으로 이루어진 확관부(40)가 형성된다.

또한, 상기 노즐상부(20)는 래들의 하부노즐로부터 배출되는 용강이 처음 접촉하는 부분이므로 내침식성이 우수한 내화물을 사용하고, 상기 노즐하부(30)는 턴디쉬의 용강에 하부가 잠긴 즉, 침지상태에서 래들 용강을 배출하므로 내외부가 모두 용강에 접촉하고 또한 노즐상부(20)에 비해 확장된 직경으로 인해 용강에 접촉하는 면적이 넓으므로 보다 내열충격성이 우수한 재질의 내화물을 사용하여 제작된다.

또한, 본 발명은 상기 노즐하부(30)의 하부에 공기배출부(50)가 형성된다.

상기 공기배출부(50)는 다공성(Porous)의 내화물로 제작되는데, 상기 공기배출부(50)를 구성하는 내화물은 기공율이 20% 이상으로서 우수한 통기성을 가진다.

따라서, 상기 공기배출부(50)는 용강은 통과하지 못하므로 노즐하부(30)의 벽면으로서 정상적인 역할을 수행하면서, 공기는 통과시킬 수 있는 특징을 가진다.

따라서, 하나의 래들에서 용강 배출이 완료된 후, 다른 래들로 교체하여 새로 용강을 배출할때 상기 공기배출부(50)를 통해 롱노즐(100) 내부의 공기가 배출됨으로써 롱노즐(100) 내부에 공기 압축에 의한 압력이 형성되지 않는다.

따라서, 상기 압력에 의한 롱노즐의 진동, 이 진동이 전달되어 발생한 래들의 진동이 방지되어 래들로부터 용강이 안정적으로 하향 배출될 수 있으며, 이때 래들내 슬래그가 혼입되지 않으므로 연속주조작업을 안정적으로 행할 수 있음은 물론 주조된 주편의 품질이 향상된다.

또한, 상기 압력에 의하여 용강이 노즐하부(30)의 하단부를 통해 배출될때 충격 및 응력이 노즐하부(30)의 하단부에 집중되어 크랙이 발생하고, 압력 및 진동이 계속 작용함에 따라 상기 크랙이 급 성장하여 결국 롱노즐이 파손됨으로써 외부 공기가 용강내로 침투하여 용강의 산화가 이루어져 주편 품질이 저하되고, 또한 파손이 심할 경우 용강이 롱노즐(100)의 외부로 비산되어 작업자의 안전을 위협하는 안전상의 문제를 해결할 수 있게 된다.

한편, 상기 공기배출부(50)는 상기 노즐하부(30)의 원주면 전둘레에 걸쳐 형성될 수도 있고, 동일한 간격으로 분리되어 다수 개 형성될 수도 있다. 상기 공기배출부(50)가 원형의 구멍 형태에 다공성 내화물이 충진된 형태로 형성될 경우, 상기 원형 구멍의 지름은 10 ~ 20 mm 정도이면 래들 교체 후 용강 최초 배출시(침지개공시) 롱노즐 내부의 공기가 외부로 배출되는데 무난하다.

이제, 상기 공기배출부(50)가 형성된 롱노즐(100)을 이용한 침지개공시의 용강 배출 방법을 설명한다.

본 발명에 따른 용강 배출 방법은 도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같다.

본 발명에 따른 용강 배출 방법은, 용강 배출을 완료한 래들과 함께 롱노즐을 상승시키는 단계와, 상기 래들과 상기 롱노즐을 분리하는 단계와, 상기 롱노즐을 교체할 래들에 연결하는 단계와, 상기 교체된 래들과 함께 상기 롱노즐을 하강시켜 롱노즐의 하단부에 형성된 공기배출부를 턴디쉬의 용강 표면 상부에 위치시키도록 상기 롱노즐의 하단부를 턴디쉬의 용강에 침지시키는 단계 및, 상기 교체된 래들의 배출구를 개방하여 용강과 함께 배출되는 필러에 의해 롱노즐 내부의 공기가 밀려져서 상기 공기배출부를 통해 롱노즐의 외부로 배출시키는 단계로 이루어진다.

이후, 상기 래들과 함께 롱노즐을 추가로 하강시켜 상기 공기배출부를 턴디쉬 용강의 표면 아래로 잠기도록 하는 단계를 실시한다.

주조 진행중의 통상적인 상태에서는 도 2와 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 노즐하부(30)의 하부가 턴디쉬(200)의 용강(210) 표면 아래로 충분히 잠긴 상태로 배출된다. 이때 상기 노즐하부(30)의 침지 깊이(L1)는 약 300mm로서 노즐하부(30)의 하부에 형성된 상기 공기배출부(50)가 턴디쉬(200)의 용강(210) 표면 아래로 완전히 잠긴 상태이다.(미설명 부호 220은 턴디쉬 커버이다.)

이어, 현재 사용중인 래들의 용강 배출이 종료되면, 래들 교환을 위해 사용한 래들을 상승시켜 래들 하부노즐로부터 롱노즐(100)을 분리한다. 이때 롱노즐(100) 내부의 잔여 용강이 완전히 배출되고 대신 외부공기가 유입된다.

상기 상태에서 새로운 래들의 하부노즐에 상기 롱노즐이 연결된 후, 교체된 래들이 하강하여 상기 롱노즐(100)의 하단부를 턴디쉬(200)의 용강(210)에 침지하게 되는데, 이때 침지깊이(L2)는 약 100mm로서 도 3과 도 5에 도시된 바와 같이, 정상적인 주조 진행때와는 달리 상기 공기배출부(50)가 턴디쉬(200)의 용강 표면 상부에 위치하는 상태가 된다.

따라서, 교체된 래들의 배출구가 개공되면 래들의 용강(300)이 래들 하부노즐을 거쳐 상기 롱노즐(100)로 하강하게 되는데, 이때 래들의 배출구를 막고 있던 필러(310;래들 내부 응고 방지를 위한 충진제)가 먼저 하강하게 된다.

따라서, 롱노즐(100) 내부의 공기는 상기 필러(310)에 의해 점차 압축되어 압력이 상승하게 되고, 이로써 롱노즐(100) 내부의 공기는 상기 공기배출부(50)의 다수의 기공을 통해 외부로 배출된다.

상기와 같이 공기 배출이 완료되면, 래들을 더 하강시켜 상기 공기배출부(50)까지 턴디쉬 용강의 표면 이하로 잠기도록 하고 용강을 배출하면서 연속주조를 진행한다. 이와 같이 연속주조 진행중에는 롱노즐의 침지깊이를 충분히 확보함으로써 상기 공기배출부(50)를 통한 외부 공기의 미세한 유입마저 차단하고, 용강 배출시 턴디쉬 용강 표면의 슬래그의 혼입을 확실히 방지할 수 있도록 한다.

상기와 같이, 상기 필러(310)의 하강 즉, 롱노즐(100)내 용강의 하강이 진행되면서 롱노즐(100) 내부에 존재하던 공기가 롱노즐(100)의 외부로 완전히 배출됨으로써 공기가 턴디쉬(200)의 용강(210)에 혼입되는 것을 방지할 수 있고, 롱노즐(100) 내부에서 공기가 압축되어 고압이 형성되는 것을 방지할 수 있다.

따라서, 용강으로의 1차적인 공기 혼입을 방지하여 용강의 산화를 방지할 수 있으며, 롱노즐 내부에 형성된 고압으로 인해 용강 배출시 진동 및 충격이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

따라서, 롱노즐(100)의 하단부에 충격 및 응력이 집중되지 않게 됨으로써 크랙의 발생 및 성장이 방지되어 롱노즐(100)의 파손을 방지할 수 있게 됨으로써 용강으로의 2차 공기 혼입을 방지할 수 있게 된다.

상기와 같이, 용강으로 공기가 혼입되는 것을 방지하여 용강의 산화를 방지함과 더불어 진동으로 인해 래들의 슬래그가 용강에 혼입되어 턴디쉬로 공급되는 것이 방지됨으로써 연속주조를 통해 제작된 주편의 품질이 향상된다.

한편, 상기와 같이 롱노즐(100)의 파손이 방지됨으로써 파손된 틈으로 용강이 비산되는 현상을 막을 수 있으므로 비산 용강에 의한 작업자의 안전성 위협 문제를 해결할 수 있다.

10 : 연결부 20 : 노즐상부
30 : 노즐하부 40 : 확관부
50 : 공기배출부 100 : 롱노즐
200 : 턴디쉬 210 : 용강

Claims (6)

1. 래들의 하부노즐에 결합되는 연결부와,
   상기 연결부의 하부에 직경이 축소된 상태로 연장 형성된 노즐상부와,
   상기 노즐상부보다 큰 직경을 가지며 용강이 배출되는 토출구를 형성하는 노즐하부와,
   상기 노즐상부와 노즐하부를 연결하는 확관부 및,
   상기 노즐하부의 하부에 형성되어 내부 공기를 외부로 배출하는 공기배출부;
   를 포함하는 래들의 롱노즐.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 공기배출부는 다공성 내화물로 이루어진 것을 특징으로 하는 래들의 롱노즐.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 공기배출부는 상기 노즐하부의 원주면 전체에 걸쳐 형성된 것을 특징으로 하는 래들의 롱노즐.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 공기배출부는 상기 노즐하부의 원주면에 있어서 등 간격으로 다수 개 형성된 것을 특징으로 하는 래들의 롱노즐.
5. 용강 배출을 완료한 래들과 함께 롱노즐을 상승시키는 단계와,
   상기 래들과 상기 롱노즐을 분리하는 단계와,
   상기 롱노즐을 교체할 래들에 연결하는 단계와,
   상기 교체된 래들과 함께 상기 롱노즐을 하강시켜 롱노즐의 하단부에 형성된 공기배출부를 턴디쉬의 용강 표면 상부에 위치시키도록 상기 롱노즐의 하단부를 턴디쉬의 용강에 침지시키는 단계 및,
   상기 교체된 래들의 배출구를 개방하여 용강과 함께 배출되는 필러에 의해 롱노즐 내부의 공기가 밀려져서 상기 공기배출부를 통해 롱노즐의 외부로 배출시키는 단계
   를 포함하는 래들의 롱노즐을 이용한 용강 배출 방법.
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 공기배출부를 통해 롱노즐의 외부로 공기를 배출시키는 단계 이후에 상기 래들과 함께 롱노즐을 추가로 하강시켜 상기 공기배출부를 턴디쉬 용강의 표면 아래로 잠기도록 하는 단계를 실시하는 것을 특징으로 하는 래들의 롱노즐을 이용한 용강 배출 방법.
   
   

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