KR20150006281A - 분리성이 향상된 콜렉터 노즐용 링 가스켓 - Google Patents

Abstract

본 발명은 콜렉터 노즐용 링 가스켓에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 콜렉터 노즐과 쉬라우드 노즐 사이에 개재되어 실링 기능을 극대화하면서 콜렉터 노즐과 쉬라우드 노즐 사이의 분리성을 향상시킨 콜렉터 노즐용 링 가스켓에 관한 것이다. 본 발명 분리성이 향상된 콜렉터 노즐용 링 가스켓은, 콜렉터 노즐과 쉬라우드 노즐의 접촉부 사이에 개재되며 고내열 바인더가 함침된 제1 기밀부; 및 기밀부에 일체 형성되며 접촉부 바깥에서 콜렉터 노즐의 원주면을 감싸는 링 형상의 제2 기밀부;를 포함한다.

Description

분리성이 향상된 콜렉터 노즐용 링 가스켓{A Ring Type Gasket for Sealing Between A Collector Nozzle and A Shroud Nozzle}

본 발명은 콜렉터 노즐용 링 가스켓에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 콜렉터 노즐과 쉬라우드 노즐 사이에 개재되어 실링 기능을 극대화하면서 콜렉터 노즐과 쉬라우드 노즐 사이의 분리성을 향상시킨 콜렉터 노즐용 링 가스켓에 관한 것이다.

도 1에 도시된 것처럼 일반적으로 연속주조설비는 래들(1)에 담긴 용강(2)을 콜렉터 노즐(3)과 쉬라우드 노즐(4)을 통하여 턴디쉬(5)로 주입하게 된다. 콜렉터 노즐(3)은 래들(1)내의 용강(2)을 턴디쉬(5)로 주입하기 위한 제강조업용 내화물 중의 하나이다. 이러한 콜렉터 노즐(3)과 쉬라우드 노즐(4)을 세팅하여 용강(2)을 턴디쉬(5) 내로 주입할 때 두 노즐 접합부의 기밀을 유지하기 위해 두 노즐 사이에 가스켓이 구비된다.

콜렉터 노즐과 쉬라우드 노즐 사이에 구비되는 가스켓의 일 예가 본 출원인에 의해 개발되어 대한민국 등록특허 제10-0380695호(이하, ‘선행문헌’이라 한다)에 ‘콜렉터 노즐용 링 가스켓’이라는 명칭으로 개시되어 있다.

선행문헌에 따른 콜렉터 노즐용 링 가스켓은, 정련된 용강을 주조하는 과정 중 용강의 역류현상 발생시 비산되는 용강으로부터 작업자의 안전과 주요설비를 보호하기 위해 노즐 사이를 보다 긴밀히 밀폐할 수 있도록 링형으로 형성된다.

선행문헌에 따른 콜렉터 노즐용 링 가스켓의 경우 노즐 사이의 밀폐효율을 높일 수 있는 장점을 가지기는 하나, 그 소재가 소프트한 재질이기 때문에 용강을 주입할 때 열에 약하여 녹게 된다. 따라서, 콜렉터 노즐이 내려앉아 쉬라우드 노즐과의 간격이 일정하게 유지되지 못하고 녹은 가스켓이 쉬라우드 노즐에 달라붙게 됨으로써, 주조 완료 후 콜렉터 노즐과 쉬라우드 노즐의 분리성이 떨어지며, 주조 중 쉬라우드 노즐의 교체 횟수가 증가하게 된다.

본 발명의 목적은 전술한 바와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로, 용강 주입시 열에 의해 쉬라우드 노즐에 달라붙는 문제를 해소하고 노즐들의 분리가 용이하며 노즐의 교체시기를 대폭 개선할 수 있는 분리성이 향상된 콜렉터 노즐용 링 가스켓을 제공하는데 있다.

본 발명 분리성이 향상된 콜렉터 노즐용 링 가스켓은, 콜렉터 노즐과 쉬라우드 노즐의 접촉부 사이에 개재되며 고내열 바인더가 함침된 제1 기밀부; 및 기밀부에 일체 형성되며 접촉부 바깥에서 콜렉터 노즐의 원주면을 감싸는 링 형상의 제2 기밀부;를 포함한다.

제1 기밀부는, 콜렉터 노즐과 쉬라우드 노즐의 접촉부 사이에 개재되며 하단으로 가면서 직경이 축소되는 원추형 관 형태의 원추부; 및 원추부의 하단으로부터 내측으로 연장되며 중심에 용강이 통과하는 용강 주입홀이 형성되고 상면이 콜렉터 노즐의 저면에 접면되어, 용강이 통과할 때 튀기는 것을 방지하는 용강 튀김방지부;를 포함한다.

튀김방지부는 내측으로 가면서 두께가 두꺼워진다.

고내열 바인더는 고내열 세라믹 바인더이다.

제1,2 기밀부의 소재는 세라믹 화이버이며, 제1,2 기밀부의 표면에는 카본이 코팅된다.

본 발명 분리성이 향상된 콜렉터 노즐용 링 가스켓에 따르면, 콜렉터 노즐과 쉬라우드 노즐 사이에 개재되는 제1 기밀부에 고내열 세라믹 바인더를 함침하고, 제1 기밀부를 구성하는 용강 튀김방지부가 내측으로 가면서 두께가 두꺼워짐으로써, 가스켓의 내열도, 경도 및 강도가 현저히 상승하게 된다.

따라서, 주조 후 콜렉터 노즐과 쉬라우드 노즐 사이의 분리가 용이하여 분리 불량율을 현저히 감소시킬 수 있으며, 주조 중 쉬라우드 노즐의 추가 교체 횟수 또한 감소한다. 또한, 제1 기밀부를 구성하는 용강 튀김방지부의 두께 증가로 인해 콜렉터 노즐의 선단부 및 쉬라우드 노즐의 내부에서 지금의 형성율이 대폭 감소한다. 아울러, 콜렉터 노즐과 쉬라우드 노즐 사이의 기밀성이 증가함으로써 용강이 재산화되는 것을 방지할 수 있다.

도 1은 용강이 턴디쉬로 주입되는 모습을 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 분리성이 향상된 콜렉터 노즐용 링 가스켓이 설치된 모습을 나타낸 단면도.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 분리성이 향상된 콜렉터 노즐용 링 가스켓의 사시도.
도 4는 도 3의 A-A 선단면도.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 분리성이 향상된 콜렉터 노즐용 링 가스켓을 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 분리성이 향상된 콜렉터 노즐용 링 가스켓이 설치된 모습을 나타낸 단면도이다.

도시된 바와 같이 본 발명에 따른 링 가스켓(100)은 콜렉터 노즐(3)과 쉬라우드 노즐(4) 사이에 개재되어 콜렉터 노즐(3) 및 쉬라우드 노즐(4)을 통한 용강 주입시 두 노즐(3)(4) 사이의 기밀을 유지하여 용강이 노즐(3)(4) 바깥으로 비산하는 것을 방지해준다.

콜렉터 노즐(3)과 쉬라우드 노즐(4) 사이의 접촉부는 용강이 주입되는 통로를 향해 사선방향으로 경사지게 형성된다.

콜렉터 노즐(3)의 하단부 중 접촉부의 윗부분 원주면에는 원통형의 플랜지(6)가 끼워진다. 콜렉터 노즐(3)과 쉬라우드 노즐(4)이 서로 맞물릴 때 플랜지(6)의 하단은 링 가스켓(100)의 상면에 밀착된다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 분리성이 향상된 콜렉터 노즐용 링 가스켓의 사시도이며, 도 4는 도 3의 A-A 선단면도이다.

본 발명에 따른 링 가스켓(100)은 고온의 용강에 사용되는 관계로 가스켓으로서의 조건이 갖추어져야 한다. 그 조건으로서는 첫째, 노즐들 사이로 공기가 흡입되지 않도록 밀폐시키기 위한 밀착성이 우수해야 한다. 둘째, 고온(약 1,000℃)이상에서 약 50분 이상 견딜 수 있는 내열성이 구비되어야 한다. 셋째, 노즐의 하중에 의해 파손되거나 찢어지지 않아야 한다. 이와 같은 조건에 따라 본 발명의 링 가스켓(100) 소재로 세라믹 화이버(Ceramic Fiber)를 사용한다.

세라믹 화이버의 물성치를 보면 연속 사용온도가 1,260~1,600℃이고, 용융점이 1760℃이며, 밀도가 250㎏/㎥이고, 화이버 지름(평균)은 2~3㎛이다. 세라믹 화이버를 구성하는 성분은 SiO₂ 66~68 중량%, MgO 29~33 중량%, CaO 0.5 중량% 미만, Al₂O₃ 0.2 중량% 미만, 바인더 1~2 중량%를 포함한다. 본 발명에 따른 링 가스켓(100)의 표면에는 카본이 코팅된다.

본 발명에 따른 링 가스켓(100)은 제1 기밀부(110), 및 제2 기밀부(120)를 포함한다.

제1 기밀부(110)는 바닥면 중심에 용강이 주입될 수 있도록 후술할 용강 주입홀(112a)이 형성되며 전체적으로 컵 형태로 형성되고 콜렉터 노즐(3)과 쉬라우드 노즐(4)의 접촉부 사이에 개재되어 콜렉터 노즐(3)과 쉬라우드 노즐(4) 사이의 기밀을 유지시켜준다. 제1 기밀부(110)는 1700℃의 고온에서도 견딜 수 있는 고내열 세라믹 바인더가 함침되어 고형화됨으로써, 내열도, 경도 및 강도가 증가한다. 따라서, 용강 주입시 전달되는 열에 의해 견디는 힘이 강해져 수명이 연장되고 초기 형태 그대로의 두께가 유지되는 시간이 증가함으로써, 콜렉터 노즐(3)과 쉬라우드 노즐(4) 사이의 간격을 장시간 유지할 수 있다. 또한, 용강 주입시 전달되는 열에 의해 녹지 않기 때문에 콜렉터 노즐(3)과 쉬라우드 노즐(4)을 용이하게 분리할 수 있다. 고내열 세라믹 바인더는 제1 기밀부(110) 전체에 걸쳐서 함침될 수도 있고, 도면상 하단부 쪽 일부만 함침될 수도 있다.

이러한 특성을 갖는 제1 기밀부(110)는, 콜렉터 노즐(3)과 쉬라우드 노즐(4)의 접촉부 사이에 개재되며 하단으로 가면서 직경이 축소되는 원추형 관 형태의 원추부(111), 및 원추부(111)의 하단으로부터 내측 방향으로 연장되며 중심에 용강이 통과하는 용강 주입홀(112a)이 형성되고 상면이 콜렉터 노즐(3)의 저면에 접면되어 용강이 통과할 때 튀기는 것을 방지하는 용강 튀김방지부(112)를 포함한다.

용강 튀김방지부(112)는 중심의 용강 주입홀(112a) 쪽으로 가면서 두께가 증가함으로써 본 발명에 따른 링 가스켓(100)의 경도 및 강도를 증가시키며 쉬라우드 노즐(4)의 결합부 경사면을 커버하는 면적이 증가됨으로써 쉬라우드 노즐(4)의 결합부 경사면으로 용강이 튀는 것을 효과적으로 방지할 수 있으며, 쉬라우드 노즐(4)의 결합부 경사면에 지금(쇳물 찌꺼기)이 생성되는 것을 방지할 수 있다.

제2 기밀부(120)는 제1 기밀부(110)의 상단에 일체로 형성되며 콜렉터 노즐(3)과 쉬라우드 노즐(4)의 접촉부 바깥에서 콜렉터 노즐(3)의 원주면을 감싸도록 링 형상으로 형성된다. 설치시 제2 기밀부(120)는 콜렉터 노즐(3)의 선단부 외주면에 끼워지는 플랜지(6)와 쉬라우드 노즐(4)의 상면에 밀착되어 제1 기밀부(110)와 더불어 추가적인 기밀을 유지할 수 있도록 한다.

한편, 상술한 바와 같이 본 발명에 따른 링 가스켓(100)의 표면에는 카본이 코팅되는데, 카본은 링 가스켓(100)의 전체 표면에 코팅될 수도 있고 콜렉터 노즐(3)과 쉬라우드 노즐(4) 사이에 개재되는 제1 기밀부(110)의 표면에만 코팅될 수도 있다. 본 실시예에서는 카본 코팅이 제1 기밀부(110)에 고내열 세라믹 바인더가 함침된 후 제1 기밀부(110) 표면에서 이루어진다. 코팅된 카본은 윤활작용을 하여 콜렉터 노즐(3)과 쉬라우드 노즐(4) 사이의 분리가 용이하도록 하고, 가스켓 표면의 기공을 메워줌으로써 가스켓의 기공을 통한 공기의 소통을 차단해주어 기밀성을 향상시켜준다.

이상에서 설명한 구조를 갖는 본 발명에 따른 분리성이 향상된 콜렉터 노즐용 링 가스켓을 채용한 결과 종래의 링 가스켓과 비교하여 다음의 [표 1]과 같은 결과를 얻을 수 있었다.

	종래기술	본 발명
주조 후 노즐간 분리 불량율	35%	3.2%
주조중 쉬라우드 노즐 추가 교체횟수	15%(69/450)	8%(38/450)

* 69 및 38은 450번의 연주를 하면서 사용된 쉬라우드 노즐의 갯수를 의미함.

위 표에서 알 수 있는 바와 같이, 주조 후 콜렉터 노즐과 쉬라우드 노즐 사이의 분리 불량율이 종래기술에 비해 대폭 감소하였다(35%→3.2%). 그리고 콜렉터 노즐의 선단부 및 쉬라우드 노즐의 내부에서 지금의 형성율이 대폭 감소하였다. 아울러 주조중 쉬라우드 노즐의 추가 교체 횟수는 종래기술 15%(69/450)에서 본 발명의 경우 8%(38/450)로 대폭 감소하였다. 이처럼 주조 후 콜렉터 노즐과 쉬라우드 노즐 사이의 분리 불량율이 대폭 감소하고, 동일한 횟수의 연주가 진행되는 동안 쉬라우드 노즐의 교체횟수가 현저하게 줄어듦으로써 용강 주입시 소요되는 소요비용을 대폭 절감할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명 분리성이 향상된 콜렉터 노즐용 링 가스켓을 바람직한 실시예를 기초로 상세히 설명하였으나, 본 발명은 특정 실시예에 한정되는 것은 아니며, 해당분야 통상의 지식을 가진 자가 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 다양하게 변형 실시할 수 있다.

1 : 래들 2 : 용강
3 : 콜렉터 노즐 4 : 쉬라우드 노즐
5 : 턴디쉬 6 : 플랜지
100 : 링 가스켓 110 : 제1 기밀부
111 : 원추부 112 : 용강 튀김방지부
120 : 제2 기밀부

Claims (5)

1. 콜렉터 노즐과 쉬라우드 노즐의 접촉부 사이에 개재되며 고내열 바인더가 함침된 제1 기밀부; 및
   상기 기밀부에 일체 형성되며 상기 접촉부 바깥에서 상기 콜렉터 노즐의 원주면을 감싸는 링 형상의 제2 기밀부;를 포함하는 분리성이 향상된 콜렉터 노즐용 링 가스켓.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제1 기밀부는,
   상기 콜렉터 노즐과 쉬라우드 노즐의 접촉부 사이에 개재되며 하단으로 가면서 직경이 축소되는 원추형 관 형태의 원추부; 및
   상기 원추부의 하단으로부터 내측으로 연장되며 중심에 용강이 통과하는 용강 주입홀이 형성되고 상면이 콜렉터 노즐의 저면에 접면되어, 용강이 통과할 때 튀기는 것을 방지하는 용강 튀김방지부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 분리성이 향상된 콜렉터 노즐용 링 가스켓.
3. 제2항에 있어서,
   상기 튀김방지부는 내측으로 가면서 두께가 두꺼워지는 것을 특징으로 하는 분리성이 향상된 콜렉터 노즐용 링 가스켓.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 고내열 바인더는 고내열 세라믹 바인더인 것을 특징으로 하는 분리성이 향상된 콜렉터 노즐용 링 가스켓.
5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제1,2 기밀부의 소재는 세라믹 화이버이며, 제1,2 기밀부의 표면에는 카본이 코팅된 것을 특징으로 하는 분리성이 향상된 콜렉터 노즐용 링 가스켓.

Images