KR20140129894A

KR20140129894A - 출강용 롱노즐

Info

Publication number: KR20140129894A
Application number: KR20130048805A
Authority: KR
Inventors: 기웅간; 박영민; 장필용; 황호근
Original assignee: 현대제철 주식회사
Priority date: 2013-04-30
Filing date: 2013-04-30
Publication date: 2014-11-07

Abstract

출강용 롱노즐이 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 출강용 롱노즐은 레이들과 결합되는 연결부, 길이 방향을 따라 내부에 형성되는 관통홀을 통해 레이들로부터 턴디쉬로 용강을 출강하도록 연결부에 결합되는 출강부, 턴디쉬의 탕면 내에 침지되도록 출강부의 하단에 형성되는 침지부 및 턴디쉬에 수용된 용강의 상부에 형성되는 턴디쉬 슬래그로부터 침지부를 보호하도록 침지부의 외주면을 커버하는 내화 커버부를 포함한다.

Description

출강용 롱노즐{POURING LONG NOZZLE}

본 발명은 출강용 롱노즐에 관한 것이다.

용융된 금속을 슬라브(Slab), 브룸(Bloom), 빌렛트(Billet)로 반제품화하는 연속 주조 공정의 전단계로서, 레이들(ladle)에서의 용강을 롱노즐을 거쳐 턴디쉬(turndish)로 출강하게 된다.

이 경우, 롱노즐은 강의 연속 주조 시 용강의 산화 방지 및 용강의 와류 방지에 의한 슬래그(Slag)혼입을 방지하여 주조된 주편의 품질 향상에 주요한 역할을 하게 된다.

한편, 턴디쉬에 수용되는 용강 내에 함유되어 있는 산화물은 용강과의 비중 차에 의해 용강의 상부에 부유하게 되고, 이와 같이 부유된 산화물이 턴디쉬 슬래그층을 형성하게 된다.

이러한 턴디쉬 슬래그는 롱노즐과의 접촉면을 침식시키게 되어, 롱노즐 침식에 의한 절단 사고가 발생할 수 있고, 이에 따라 용강의 재산화 및 턴디쉬 슬래그 혼입에 의한 슬라브 결함이 발생할 우려가 있다.

따라서, 턴디쉬 슬래그에 의한 침식을 방지할 수 있는 롱노즐에 대한 연구가 필요한 실정이다.

본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제10-2004-0014847호(2004.02.18, 롱노즐 보호장치)에 개시되어 있다.

본 발명의 실시예들은, 용강의 출강 시 턴디쉬 슬래그에 의한 침식을 방지할 수 있는 출강용 롱노즐을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 레이들과 결합되는 연결부, 길이 방향을 따라 내부에 형성되는 관통홀을 통해 레이들로부터 턴디쉬로 용강을 출강하도록 연결부에 결합되는 출강부, 턴디쉬의 탕면 내에 침지되도록 출강부의 하단에 형성되는 침지부 및 턴디쉬에 수용된 용강의 상부에 형성되는 턴디쉬 슬래그로부터 침지부를 보호하도록 침지부의 외주면을 커버하는 내화 커버부를 포함하는 출강용 롱노즐이 제공된다.

여기서, 내화 커버부는 출강부 및 침지부의 길이 방향을 따라 슬라이딩 가능할 수 있다.

내화 커버부는 비중이 용강보다는 작고 턴디쉬 슬래그보다는 큰 재질로 이루어질 수 있다.

내화 커버부는 카본계 산화물을 포함하는 재질로 이루어질 수 있다.

출강용 롱노즐은 내화 커버부를 침지부에 대하여 지지하도록 내화 커버부의 하부에 결합되는 지지부를 더 포함할 수 있다.

그리고, 지지부는 내화 커버부의 하부에서 침지부의 외주면을 커버하고 용강 내에서 용융 가능한 스틸 파이프를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 내화 커버부가 턴디쉬 슬래그로부터 침지부를 보호하도록 침지부의 외주면을 커버하므로, 용강의 출강 시 턴디쉬 슬래그에 의한 출강용 롱노즐의 침식을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 출강용 롱노즐을 사용하여 용강을 출강하는 상태를 개략적으로 나타내는 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 출강용 롱노즐을 보다 상세히 나타내는 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 출강용 롱노즐이 턴디쉬의 탕면에 침지된 상태를 나타내는 도면.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하, 본 발명에 따른 출강용 롱노즐의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 출강용 롱노즐을 사용하여 용강을 출강하는 상태를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 출강용 롱노즐을 보다 상세히 나타내는 도면이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 출강용 롱노즐이 턴디쉬의 탕면에 침지된 상태를 나타내는 도면이다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 출강용 롱노즐(1000)은 연결부(100), 출강부(200), 침지부(300) 및 내화 커버부(400)를 포함하고, 지지부(500)를 더 포함할 수 있다.

연결부(100)는 레이들(20)과 결합되는 부분으로, 레이들(20)에 형성되는 용강(10)의 출구에 대응되도록 형성될 수 있다. 여기서, 레이들(20)은 도 1에 도시된 바와 같이, 전기로에서 출강되는 용강(10)을 받아서 턴디쉬(30)로 운반하는 데 사용되는 용기로서, 별도의 운반 장치와 결합되어 용강(10)을 운반할 수 있다.

이 경우, 연결부(100)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 출강부(200)보다 외경이 큰 형상으로 형성될 수 있고, 레이들(20)과의 결합을 위해 베어링 부재, 실링 부재 등이 설치될 수 있는 등, 필요에 따라 다양하게 구성될 수 있다.

출강부(200)는 길이 방향을 따라 내부에 형성되는 관통홀(210)을 통해 레이들(20)로부터 턴디쉬(30)로 용강(10)을 출강하도록 연결부(100)에 결합되는 부분으로, 용강(10)의 이동 통로 역할을 수행할 수 있다.

여기서, 턴디쉬(30)는 도 1에 도시된 바와 같이 몰드(40)에 용강(10)을 연속적으로 공급하기 위하여 용강(10)을 임시 저장하는 수단으로서, 몰드(40)의 직상부에 배치되고 용강(10)을 몰드(40)로 공급하는 통로인 별도의 침지노즐이 형성될 수 있다.

침지부(300)는 턴디쉬(30)의 탕면(33) 내에 침지되도록 출강부(200)의 하단에 형성되는 부분으로, 출강부(200)와 일체로 형성되어 출강부(200)로부터 하방으로 연장된 부분일 수 있다.

즉, 출강부(200)와 침지부(300)는 일체로 형성되어 내부의 관통홀(210)을 통해 용강(10)을 출강하는 부분으로서, 물리적인 경계가 있는 것이 아니라 용강(10)의 탕면(33) 높이 변화에 따라 탕면(33) 내에 침지된 부분이 침지부(300)로 정의될 수 있다.

이러한, 침지부(300)는 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이 용강(10)이 외기와 접촉하여 산화되는 등의 문제를 방지하기 위해, 턴디쉬(30)의 탕면(33) 내에 침지되어 용강(10)이 턴디쉬(30)의 탕면(33) 내부로 출강되도록 할 수 있다.

한편, 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 턴디쉬(30)에 수용된 용강(10)의 상부에는 산화물인 턴디쉬 슬래그(31)가 부유하여 층을 형성함으로써 탕면(33)을 이룰 수 있다.

내화 커버부(400)는 턴디쉬(30)에 수용된 용강(10)의 상부에 형성되는 턴디쉬 슬래그(31)로부터 침지부(300)를 보호하도록 침지부(300)의 외주면을 커버하는 부분으로, 침지부(300)가 턴디쉬 슬래그(31)와 직접적으로 접촉되는 것을 방지하여 침지부(300)의 침식을 방지할 수 있다.

이 경우, 내화 커버부(400)는 턴디쉬 슬래그(31)에 의한 내화 커버부(400) 자체의 침식을 최소화하도록 내화성이 높은 재질로 이루어질 수 있고, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 침지부(300)에 의해 관통되는 형상의 파이프 구조로 형성될 수 있는 등 필요에 따라 다양하게 구성될 수 있다.

이와 같이, 본 실시예에 따른 출강용 롱노즐(1000)은, 내화 커버부(400)가 턴디쉬 슬래그(31)로부터 침지부(300)를 보호하도록 침지부(300)의 외주면을 커버하므로, 용강(10)의 출강 시 턴디쉬 슬래그(31)에 의한 출강용 롱노즐(1000)의 침식을 방지할 수 있다.

본 실시예에 따른 출강용 롱노즐(1000)에서, 내화 커버부(400)는 출강부(200) 및 침지부(300)의 길이 방향을 따라 슬라이딩 가능할 수 있다. 즉, 내화 커버부는(400)는 침지부(300)의 외주면을 커버한 상태로 길이 방향을 따라 이동할 수 있다.

용강(10)이 턴디쉬(30) 내부로 유입되거나 턴디쉬(30)에서 몰드(40)로 출강되는 등의 상황에 따라, 턴디쉬(30) 내부의 탕면(33) 높이가 변화할 수 있다. 즉, 턴디쉬(30) 내에서 턴디쉬 슬래그(31)의 위치가 변화함에 따라, 턴디쉬 슬래그(31)와 접촉되는 침지부(300)의 위치가 변화할 수 있다.

이에 따라, 내화 커버부(400)가 출강부(200) 및 침지부(300)의 길이 방향을 따라 슬라이딩되며 턴디쉬 슬래그(31)의 위치가 변화하더라도 그에 대응되는 침지부(300)의 위치를 커버할 수 있으므로, 출강용 롱노즐(1000)의 침식을 보다 효과적으로 방지할 수 있다.

여기서, 내화 커버부(400)는 비중이 용강(10)보다는 작고 턴디쉬 슬래그(31)보다는 큰 재질로 이루어질 수 있다. 즉, 내화 커버부(400)는 도 3에 도시된 바와 같이, 용강(10)에는 뜨지만 턴디쉬 슬래그(31)에는 뜨지 않는 재질로 이루어질 수 있다.

이에 따라, 도 3에 도시된 바와 같이 내화 커버부(400)의 최하단은 항상 용강(10)과 턴디쉬 슬래그(31)의 경계면에 위치할 수 있다. 또한, 턴디쉬(30) 내의 용강(10)량에 따라 탕면(33)이 변화하더라도 내화 커버부(400)의 비중에 의해 자동적으로 내화 커버부(400)가 출강부(200) 및 침지부(300)의 길이 방향을 따라 슬라이딩될 수 있다.

이와 같이, 본 실시예에 따른 출강용 롱노즐(1000)에서, 내화 커버부(400)는 비중이 용강(10)보다는 작고 턴디쉬 슬래그(31)보다는 큰 재질로 이루어져, 별도의 조작 없이도 항상 침지부(300) 중 턴디쉬 슬래그(31)와 접촉되는 부분을 커버할 수 있다.

한편, 내화 커버부(400)를 내화성이 높은 재질로 형성하더라도, 턴디쉬 슬래그(31)에 의해 내화 커버부(400) 자체의 침식은 어느 정도 이루어질 수 밖에 없다. 이에 따라, 내화 커버부(400) 중 턴디쉬 슬래그(31)와 접촉되는 부분은 점진적으로 침식이 이루어질 수 있다.

이 경우, 도 3에 도시된 바와 같이 내화 커버부(400)의 하단부터 침식이 진행될 수 있고, 내화 커버부(400)의 자중에 따라 침식이 되지 않은 상부가 출강부(200) 및 침지부(300)의 길이 방향을 따라 미끄러져 내려오면서 지속적으로 침지부(300)를 커버할 수 있다.

따라서, 내화 커버부(400)가 모두 침식되기 전에 내화 커버부(400)를 새로운 것으로 교체하는 등의 방법으로 출강용 롱노즐(1000)의 침식을 보다 용이하게 방지할 수 있다.

본 실시예에 따른 출강용 롱노즐(1000)에서, 내화 커버부(400)는 카본계 산화물을 포함하는 재질로 이루어질 수 있다. 여기서, 카본계 산화물이란 산소와 탄소의 화합물을 일컫는다.

용강(10)은 일반적으로 고온 상태로서, 내화 커버부(400)가 고온의 용강(10)에 직간접적으로 접촉하는 경우, 급격한 부피 변화가 발생하는 등 구조적인 충격이 발생할 수 있다.

이에 따라, 내화 커버부(400)는 상대적으로 열팽창계수가 크지 않은 카본계 산화물을 포함하는 재질로 이루어져, 내화 커버부(400)에 발생할 수 있는 온도에 따른 충격을 일정 부분 완화할 수 있다.

지지부(500)는 내화 커버부(400)를 침지부(300)에 대하여 지지하도록 내화 커버부(400)의 하부에 결합되는 부분으로, 도 2에 도시된 바와 같이 내화 커버부(400)가 자중 등에 의해 침지부(300)로부터 탈락하는 것을 방지할 수 있다.

예를 들어, 침지부(300)가 턴디쉬(30)의 탕면(33)에 침지되기 전에 내화 커버부(400)가 슬라이딩되며 침지부(300)로부터 탈락하는 경우가 발생할 수 있다. 따라서, 지지부(500)가 내화 커버부(400)의 하부에 결합되어 침지부(300)에 대하여 내화 커버부(400)가 탈락되는 것을 방지할 수 있다.

여기서, 지지부(500)는 내화 커버부(400)의 하부에서 침지부(300)의 외주면을 커버하고 용강(10) 내에서 용융 가능한 스틸 파이프(510)를 포함할 수 있다. 이 경우, 스틸 파이프(510)는 도 2에 도시된 바와 같이, 침지부(300)에 의해 관통되는 스틸 재질의 파이프 구조일 수 있다.

내화 커버부(400)를 지지하여 탈락을 방지하는 지지부(500)의 경우, 침지부(300)가 턴디쉬(30)의 탕면(33)에 침지된 상태에서까지 내화 커버부(400)를 지지할 필요가 없을 수 있다. 상술한 바와 같이 용강(10)과 턴디쉬 슬래그(31) 사이의 비중 차에 따라 내화 커버부(400)의 탈락이 자연스럽게 방지될 수 있기 때문이다.

오히려, 지지부(500)에 의해 내화 커버부(400)의 하방향으로의 슬라이딩이 구속될 수 있는 등 침지부(300)의 커버가 곤란한 상황이 발생할 수 있다.

이에 따라, 지지부(500)는 용강(10) 내에서 용융 가능한 스틸 파이프(510)를 포함하여, 도 2에 도시된 바와 같이 침지부(300)가 턴디쉬(30)의 탕면(33)에 침지되지 않은 상태일 때는 지지부(500)가 내화 커버부(400)를 지지하고, 도 3에 도시된 바와 같이 침지부(300)가 턴디쉬(30)의 탕면(33)에 침지된 상태일 때는 스틸 파이프(510)가 용융되도록 하여 내화 커버부(400)의 불필요한 구속을 방지할 수 있다.

이상, 본 발명의 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.

10: 용강
20: 레이들
21: 레이들 슬래그
30: 턴디쉬
31: 턴디쉬 슬래그
33: 탕면
40: 몰드
100: 연결부
200: 출강부
210: 관통홀
300: 침지부
400: 내화 커버부
500: 지지부
510: 스틸 파이프
1000: 출강용 롱노즐

Claims

레이들과 결합되는 연결부;
길이 방향을 따라 내부에 형성되는 관통홀을 통해 상기 레이들로부터 턴디쉬로 용강을 출강하도록 상기 연결부에 결합되는 출강부;
상기 턴디쉬의 탕면 내에 침지되도록 상기 출강부의 하단에 형성되는 침지부; 및
상기 턴디쉬에 수용된 상기 용강의 상부에 형성되는 턴디쉬 슬래그로부터 상기 침지부를 보호하도록 상기 침지부의 외주면을 커버하는 내화 커버부;
를 포함하는 출강용 롱노즐.
제1항에 있어서,
상기 내화 커버부는
상기 출강부 및 상기 침지부의 길이 방향을 따라 슬라이딩 가능한 것을 특징으로 하는 출강용 롱노즐.
제2항에 있어서,
상기 내화 커버부는
비중이 상기 용강보다는 작고 상기 턴디쉬 슬래그보다는 큰 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 출강용 롱노즐.
제3항에 있어서,
상기 내화 커버부는
카본계 산화물을 포함하는 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 출강용 롱노즐.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 내화 커버부를 상기 침지부에 대하여 지지하도록 상기 내화 커버부의 하부에 결합되는 지지부;
를 더 포함하는 출강용 롱노즐.
제5항에 있어서,
상기 지지부는
상기 내화 커버부의 하부에서 상기 침지부의 외주면을 커버하고 상기 용강 내에서 용융 가능한 스틸 파이프
를 포함하는 것을 특징으로 하는 출강용 롱노즐.