KR20160056142A

KR20160056142A - 노즐

Info

Publication number: KR20160056142A
Application number: KR1020140156167A
Authority: KR
Inventors: 정두화
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2014-11-11
Filing date: 2014-11-11
Publication date: 2016-05-19
Also published as: KR101658182B1

Abstract

본 발명은 노즐에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 알루미나(Al₂O₃) 개재물과 반응하여 저융점의 액상 물질을 형성하여 노즐 막힘을 방지할 수 있는 연속 주조용 침지 노즐에 관한 것이다.
본 발명의 실시 예에 따른 노즐은 관 형상의 노즐 몸체; 상기 노즐 몸체의 내벽의 적어도 일부를 둘러싸도록 마련되는 내공부; 및 상기 노즐 몸체의 하부에 마련되는 토출구를 포함하고, 상기 내공부는 칼슘지르코네이트(CaZrO₃), 칼슘실리케이트(CaSiO₃), 디칼슘실리케이트(2CaO·SiO₂), 흑연(C) 및 보론카바이드(B₄C)를 포함하는 혼합물로 형성된다.

Description

노즐{Nozzle}

본 발명은 노즐에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 알루미나(Al₂O₃) 개재물과 반응하여 저융점의 액상 물질을 형성하여 노즐 막힘을 방지할 수 있는 연속 주조용 침지 노즐에 관한 것이다.

일반적인 연속 주조 공정은 레이들에 수용된 용강을 턴디쉬로 주입하고, 턴디쉬에서 주입된 용강을 주형에 연속적으로 주입시켜 용강을 1차 냉각시킨 후 1차 냉각된 주편의 표면에 냉각수를 살수하여 2차 냉각시킴에 따라 용강을 응고시켜 주편을 제조하는 공정이다.

용강 중에는 알루미나(Al₂O₃)성 개재물들이 존재하는데, 부상 분리에 의해 제거되지 않은 미세 개재물들이 턴디쉬와 주형을 연결하는 침지 노즐의 내벽에 부착되어 침지 노즐 막힘의 원인으로 작용한다. 이를 해결하기 위한 방법으로, 용강 내에 고체상으로 존재하는 Al₂O₃ 개재물을 Ca 처리에 의하여 저융점의 12CaO·7Al₂O₃계 액상 개재물로 변화시켜 연속 주조시 고체 Al₂O₃가 노즐 내벽에 부착하여 막히는 현상을 방지하는 방법이 있다.

그러나, 상기한 종래의 방법은 턴디쉬에서 직접 Ca 처리를 함으로써 다음과 같은 문제점들이 발생한다.

첫째, Ca는 용철 중 용해도가 매우 낮아 Ca 처리의 효율이 떨어질 뿐만 아니라, Ca는 산소와의 반응성이 대단히 커서 대기나 슬래그 등 산소 함유 물질에 의한 손실이 매우 크다. 둘째로, Ca의 큰 반응성은 연주 조업 중 턴디쉬 내부의 용강 유동에 악영향을 끼칠 뿐만 아니라 턴디쉬 노재의 침식에도 연관성이 큰 것으로 판단되고 있다. 또한, SiO나 CO 가스의 발생원을 없애기 위하여 노즐 내공부의 구성 물질을 카본이나 실리카를 제외한 재질로 채택하고 있으나 흡착, 부착에 의한 물리적인 막힘은 억제할 수가 없는 실정이다.

또한, 최근에는 내공부 용손형 침지 노즐을 사용하고 있는데 이는 노즐의 내공부에 ZrO₂-CaO-SiO₂-C계로 구성된 재질을 내장하여 용강이 흐를 때 노즐 내벽에 부착된 미세 알루미나가 내공부 재질의 CaO와 반응하여 저융점 액상 물질을 형성함으로써 용강과 함께 씻겨 내려가도록 하는 기술이다. 그러나, 이러한 노즐의 경우에도 내공부 재질에 함유된 CaO의 함량이 충분하게 작용하지 않아 저융점의 액상 개재물(12CaOㆍ7Al₂O₃)을 형성하기 못하고 CaOㆍ2Al₂O₃, CaOㆍ7Al₂O₃ 등의 고융점 물질을 형성하여, 이로 인해 오히려 노즐 막힘이 가속화되는 경우가 발생하는 문제점이 있다.

KR

1994-0014253

A

본 발명은 알루미나 개재물이 내공부에 부착시 쉽게 저융점 화합물이 형성되도록 함으로써 개재물 부착을 억제시킬 수 있는 노즐을 제공한다.

또한, 본 발명은 CaO의 함량을 증가시켜 연속 주조시 장시간 사용에도 개재물 부착에 의한 노즐 막힘을 방지할 수 있는 노즐을 제공한다.

본 발명의 실시 예에 따른 노즐은, 관 형상의 노즐 몸체; 상기 노즐 몸체의 내벽의 적어도 일부를 둘러싸도록 마련되는 내공부; 및 상기 노즐 몸체의 하부에 마련되는 토출구를 포함하고, 상기 내공부는 칼슘지르코네이트(CaZrO₃), 칼슘실리케이트(CaSiO₃), 디칼슘실리케이트(2CaO·SiO₂), 흑연(C) 및 보론카바이드(B₄C)를 포함하는 혼합물로 형성된다.

상기 내공부는 2㎜ 내지 5㎜의 두께로 형성될 수 있다.

상기 내공부는 상기 노즐 몸체의 내벽 전체에 형성될 수 있다.

상기 혼합물 100 중량%에 대하여, 상기 칼슘지르코네이트는 40 내지 50 중량%, 상기 칼슘실리케이트는 5 내지 15 중량%, 상기 디칼슘실리케이트는 25 내지 30 중량%, 상기 흑연은 15 내지 20 중량% 및 상기 보론카바이드는 0.5 내지 1 중량%로 함유될 수 있다.

상기 혼합물은 각 성분을 점착시키기 위한 결합제를 더 포함하고, 상기 결합제는 외삽으로 전체 중량의 1 내지 5 중량%로 첨가될 수 있다.

상기 결합제는 액상의 페놀 레진을 포함할 수 있다.

상기 혼합물을 1200kgf/cm²의 압력 및 1000℃의 온도로 소성한 시편의 꺾임 강도는 75 kgf/cm² 이상의 값을 가질 수 있다.

상기 시편 상에 알루미나 펠릿을 놓고 1550℃에서 열처리한 후 측정되는 반응층의 두께는 0.8㎜ 이상의 값을 가질 수 있다.

상기 시편을 1550℃의 용강에 2시간 동안 침지하여 측정되는 손상층의 두께는 1.0㎜ 이하의 값을 가질 수 있다.

상기 시편을 1550℃의 용강에 2시간 동안 침지하여 측정되는 개재물의 부착 두께는 0.5㎜ 이하의 값을 가질 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 노즐에 의하면, 알루미나 개재물이 내공부에 부착시 쉽게 저융점 화합물이 형성되도록 함으로써 개재물 부착을 억제시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 노즐에 의하면 내공부를 칼슘지르코네이트, 칼슘실리케이트, 디칼슘실리케이트, 흑연 및 보론카바이드의 혼합물로 형성함으로써, 연속 주조 중에 용강 내에 존재하는 알루미나 개재물이 내공부 표면에 접촉하여 저융점의 액상 물질을 생성시키며 유동하게 되어 개재물의 부착이 억제되고, 노즐의 막힘 현상을 효과적으로 방지할 수 있을 뿐만 아니라 사용 수명을 향상시켜 장시간의 연속 주조에 최적화된 제품을 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 노즐을 포함하는 연속 주조 설비의 개략도.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 노즐의 단면도.

본 발명에 따른 노즐은 알루미나(Al₂O₃) 개재물과 반응하여 저융점의 액상 물질을 형성하여 노즐 막힘을 방지할 수 있는 기술적 특징을 제시한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 발명의 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.

도 1은 본 발명의 노즐을 포함하는 연속 주조 설비의 개략도이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 노즐의 단면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 연속 주조 설비는 레이들(100)에서 제강 공정을 거친 용강을 저장하는 턴디쉬(200)와, 턴디쉬(200)의 하측에 배치되어 용강을 응고시켜 주편을 제조하는 주형(300)과, 턴디쉬(200)의 출탕구(210) 하측에 대응 배치되어 용강의 출탕을 제어하는 게이트(400)와, 게이트(400)의 하부에 대응 배치되어 턴디쉬(200) 내의 용강을 주형(300)으로 안내하는 침지 노즐(500)을 포함한다.

또한, 게이트(400)는 슬라이딩 게이트를 이용할 수 있는데, 슬라이딩 게이트는 상부 및 하부 고정 플레이트(410, 420)와, 상부 고정 플레이트(410)와 하부 고정 플레이트(420) 사이에 마련된 슬라이딩 플레이트(430)를 포함할 수 있다. 이러한 연속 주조 설비는 슬라이딩 플레이트(430)를 슬라이딩시켜 턴디쉬(200)의 출탕구(210)와 침지 노즐(500) 사이의 연통을 제어함으로써 용강의 출탕을 제어할 수 있다. 물론 이에 한정되지 않고, 턴디쉬(200)의 출탕구(201)와 침지 노즐(500) 사이의 연통을 제어할 수 있는 어떠한 수단이 사용되어도 무방하다.

침지 노즐(500)은 도 2에 도시된 바와 같이, 턴디쉬(200) 내의 용강을 주형(300) 내로 안내할 수 있도록 관 형상으로 제작된 노즐 몸체(510)와, 노즐 몸체(510)의 내벽을 둘러싸도록 마련된 내공부(520)와, 노즐 몸체(510) 외부의 슬래그 라인부(530)와, 노즐 몸체(510) 하부의 양측에 서로 대칭되도록 형성되어 침지 노즐(500) 내의 용강이 주형(300)으로 토출되도록 하는 토출구(540)를 포함한다.

노즐 몸체(510)는 Al₂O₃-C 및 Al₂O₃-SiO₂-C 중 어느 하나의 재료를 이용하여 제작할 수 있으며, 용강이 흐를 수 있도록 관 형상으로 제작된다. 또한, 슬래그 라인부(530)은 ZrO₂-C의 재료를 이용하여 형성할 수 있으며, 토출구(540) 상측의 노즐 몸체(510)의 외면에 형성될 수 있다.

내공부(520)는 노즐 몸체(510)의 내벽에 형성된다. 즉, 내공부(520)는 침지 노즐(500)의 내벽에 소정 두께, 예를 들어 2㎜∼5㎜ 두께로 형성되어 용강과 접촉될 수 있다. 이때, 내공부(520)는 노즐 몸체(510)의 내벽으로부터 돌출되지 않도록 형성될 수 있다. 즉, 내공부(520)는 침지 노즐(500) 내벽에 2㎜∼5㎜의 깊이로 형성될 수 있다. 물론, 내공부(520)는 침지 노즐(500) 내벽에 일부 깊이로 삽입되고 나머지가 돌출된 형태로 마련될 수도 있고, 침지 노즐(500) 내벽으로부터 돌출된 형태로 마련될 수도 있다. 또한, 내공부(520)는 노즐 몸체(510)의 길이 방향으로 하측으로부터 50% 이상의 길이로 형성될 수 있다. 물론, 내공부(520)는 노즐 몸체(510) 내벽 전체에 형성되는 것이 바람직하다.

이러한 본 발명의 실시 예에 따른 내공부(520)는 칼슘지르코네이트(CaZrO₃), 칼슘실리케이트(CaSiO₃), 디칼슘실리케이트(2CaO·SiO₂), 흑연(C) 및 보론카바이드(B₄C)를 포함하는 혼합물을 이용하여 형성할 수 있다.

칼슘지르코네이트, 칼슘실리케이트 및 디칼슘실리케이트는 고온 영역의 침지 노즐(500) 사용 구간에서 개재물인 알루미나가 상기 침지 노즐(500)의 내벽 즉, 내공부(520)에 부착시 쉽게 저융점 화합물을 형성하도록 반응하는 성분인 CaO를 함유한 물질이다. 상기의 성분들은 다음과 같은 반응에 의하여 CaO를 생성하고, 상기 CaO는 알루미나와 반응하여 저융점의 액상 개재물을 형성하게 되어 개재물의 부착이 억제된다.

CaZrO₃ → CaO + ZrO₂

CaSiO₃ → CaO + SiO₂

2CaOㆍSiO₂ → 2CaO + SiO₂

12CaO + 7Al₂O₃ → 12CaOㆍ7Al₂O₃

보론카바이드의 경우 내공부(520)의 산화 방지 및 저융점 액상 물질을 형성하기 위하여 첨가된다. 보론카바이드는 전술한 반응에 의하여 생성된 CaO 또는 알루미나와 반응하여 산화물인 B₂O₃를 생성한다. 이와 같은 보론카바이드의 반응에 의하여 내공부(520)의 다른 성분들이 산화되는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 저융점 물질인 B₂O₃를 생성하여 알루미나가 내공부(520)에 부착시 쉽게 액상 물질을 형성할 수 있게 되고, 이와 같은 저융점의 액상 물질의 유동에 의하여 개재물의 부착이 억제된다. 또한, 흑연(C)은 내공부(520) 자체의 내스폴링(spalling)성을 증진시키기 위하여 첨가된다.

이하에서, 본 발명의 실시 예에 따른 노즐의 내공부에 포함되는 각 성분의 조성비를 상세하게 설명한다.

본 발명의 실시 예에 따른 노즐의 내공부(520)는 혼합물 100 중량%에 대하여, 40 내지 50 중량%의 칼슘지르코네이트(CaZrO₃), 5 내지 15 중량%의 칼슘실리케이트(CaSiO₃), 25 내지 30 중량%의 디칼슘실리케이트(2CaO·SiO₂), 15 내지 20 중량%의 흑연(C) 및 0.5 내지 1 중량%의 보론카바이드(B₄C)를 포함하는 혼합물로 형성될 수 있다.

칼슘지르코네이트(CaZrO₃)는 침지 노즐(500)의 내공부(520)를 구성하는 기본 물질이다. 칼슘 지르코네이트는 용강의 주조 온도에서 용강에 대한 내침식성을 부여하고, 용강 중 알루미나 개재물 접촉시 저융점의 액상 물질을 형성하는 산화칼슘(CaO)원을 함유하고 있기 때문에 많이 사용할수록 알루미나와의 반응성 측면에서 유리한 결과를 얻을 수 있다. 그러나, 가격적인 면을 고려할 때 상기 칼슘지르코네이트는 침지 노즐(500)의 내공부(520)의 혼합물 100 중량%에 대하여 40 내지 50 중량%로 함유되는 것이 바람직하다. 즉, 칼슘지르코네이트의 함유량이 40 중량% 미만이면 산화지르코늄(ZrO₂)의 함량이 부족하게 되어 내식성이 감소하고, 50 중량%를 초과하는 경우 경제성이 떨어진다.

칼슘실리케이트(CaSiO₃)는 칼슘지르코네이트의 CaO 확산을 용이하게 해주고, 자체적으로도 CaO 성분이 포함되어 있다. 따라서, 알루미나 개재물과의 반응에 관여하며, 혼합물 100 중량%에 대하여 5 중량% 미만으로 함유되는 경우 첨가 효과가 미흡하게 되고, 15 중량%를 초과하게 되면 과다한 용액 생성으로 용강에 대한 내침식성이 저하된다.

디칼슘실리케이트(2CaO·SiO₂)는 고융점의 물질로서 내공부(520)의 CaO 함량을 높이기 위하여 첨가되는 것으로서 디칼슘실리케이트의 함량이 25 중량% 미만이면 CaO의 함량이 적어 알루미나와의 반응에 의한 액상 생성이 미흡하게 되고 30 중량%를 초과하게 되면 과도한 액상 생성으로 내공부(520)의 내구성이 현저하게 저하된다.

흑연(C)은 내공부(520) 자체의 내스폴링성 증진을 위하여 첨가되는 것으로, 혼합물 100 중량%에 대하여 흑연이 15 중량% 미만으로 함유되면 열 충격에 의한 균열 발생으로 탈락할 가능성이 높아지며, 20 중량%를 초과하게 되면 강도 부족 등으로 내식성이 약해진다.

보론카바이드(B₄C)는 침지 노즐(500) 내공부(520)의 내산화성 증진과 CaO 또는 알루미나와의 반응에 있어서 저융점 물질 즉, B₂O₃를 생성하는데 용이하기 때문에 첨가되는 것으로서 혼합물 100 중량%에 대하여 0.5 중량% 미만으로 첨가되는 경우 첨가 효과가 없거나 미흡하며, 1.0 중량%를 초과하여 첨가되는 경우 과용손의 우려가 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 내공부(520)를 형성하는 혼합물은 상기의 각 성분 즉, 칼슘지르코네이트, 칼슘실리케이트, 디칼슘실리케이트, 흑연 및 보론카바이드를 상호 점착시키기 위한 결합제를 더 포함할 수 있다. 상기 결합제는 상기 각 성분을 합한 전체 중량에 대하여 외삽으로 1 내지 5 중량%로 첨가될 수 있다. 즉, 상기 결합제는 칼슘지르코네이트, 칼슘실리케이트, 디칼슘실리케이트, 흑연 및 보론카바이드를 합한 100 중량%에 추가로 1 내지 5 중량%로 포함될 수 있다. 결합제로는 액상의 페놀 레진 등 열경화성 수지를 이용할 수 있다. 여기서, 결합제가 1 중량% 미만이면 각 성분 상호 간의 혼합이 어렵게 되고, 결합제가 5 중량%를 초과하게 되면 습도가 높아지게 되어 내공부(520)의 성형이 어려운 문제가 있다.

따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 노즐은 노즐 몸체(510)의 내벽의 적어도 일부를 둘러싸도록 마련되는 내공부(520)를 일정 조성비를 갖는 칼슘지르코네이트, 칼슘실리케이트, 디칼슘실리케이트, 흑연 및 보론카바이드의 혼합물로 형성함으로써, 연속 주조 중에 용강 내에 존재하는 알루미나 개재물이 내공부(520) 표면에 접촉하여 저융점의 액상 물질을 생성시키며 유동하게 되어 개재물의 부착이 억제되고, 침지 노즐(500)의 막힘 현상을 효과적으로 방지할 수 있게 되어 사용 수명을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 장시간의 연속 주조에 최적화된 제품을 얻을 수 있다.

이하에서, 본 발명의 실시 예에 따른 노즐의 내벽에 마련되는 내공부의 물리적 특성 및 성능 평가 즉 반응성에 관한 실험 결과를 표 1과 함께 상세하게 설명한다.

표 1을 참조하면, 상기와 같은 조성비를 가지도록 혼합 및 혼련하여 얻은 원료 배토를 냉간 정수압 프레스(Cold Isostatic Press)에서 약 1200kgf/cm²의 압력으로 성형한 후 약 1000℃ 부근에서 소성하여 각각의 시편을 제조하고, 물리적 특성 실험을 실시하였다. 또한, 내공부(520)에 의한 침지 노즐(500)의 막힘 방지 효과를 검증하기 위하여 각 내공부(520)의 시편과 알루미나와의 반응성 실험 및 용강 중의 알루미나와의 부착성 실험을 실시하였다.

이와 같이 성형된 각각의 시편에 대하여 물리적 특성인 부피 비중, 겉보기 기공율 및 꺾임 강도를 측정하여 그 결과를 상기의 표 1에 나타내었으며, 반응성 실험에서는 내공부(520)와 알루미나 펠릿과의 반응층 두께, 용강에 의한 용융 손상층의 두께, 알루미나 개재물의 부착 두께 및 막힘 방지 효과 유무를 평가하여 그 결과를 또한, 상기 표 1에 나타내었다.

한편, 상기 표 1에서 반응층 두께 측정은 전술한 바와 같이 제조된 각각의 시편 상부에 순도 99% 이상의 고순도를 갖는 시약급 알루미나를 이용하여 성형한 펠릿을 놓고 강의 연속 주조 온도인 1500℃ 내지 1550℃ 범위인 1550℃에서 1시간 동안 열처리한 후 내공부(520)의 시편과 알루미나 펠릿의 반응이 이루어지는 반응층의 두께를 측정하였다.

용융 손상층은 내공부(520)가 용강에 의해 손상되어 침식되는 두께를 의미하며, 표 1에서는 편의상 내공부(520)의 잔존 두께에서 반응 전의 내공부(520) 두께를 뺀 음의 값으로 나타내었다. 상기 용융 손상층의 두께 측정은 내공부(520)의 시편을 1550℃로 유지되는 용강 속에 침지하여 2시간 반응시킨 후 시편을 꺼내어 내공부(520)의 용융 손상층의 두께를 측정하였다. 개재물의 부착 두께 측정 또한, 내공부(520)의 시편을 1550℃로 유지되는 용강 속에 침지하여 2시간 반응시킨 후 시편을 꺼내어 알루미나 개재물의 부착 두께를 비교하였다.

상기 표 1에서 알 수 있는 바와 같이, 각각의 실험 예의 경우 부피 비중은 2.70 내지 2.72의 값을 가지며, 겉보기 기공율은 19 내지 20%로 내공부(520)로 사용되기 위한 상기의 물리적 성질은 만족하는 결과를 얻었다. 그러나, 꺾임 강도 측정에서 실험 예 4 내지 7에 비하여 실험 예 1 내지 3 및 8의 조성비를 갖는 내공부(520)를 사용하는 경우 보다 우수한 꺾임 강도를 보이는 것을 알 수 있었다. 이는 칼슘실리케이트 및 디칼슘실리케이트의 함유량이 높을수록 꺾임 강도가 감소할 수 있기 때문이다.

여기서, 실험 예 1 내지 3의 경우는 반응층의 두께가 0.8㎜ 이상의 값을 갖는다. 즉, 내공부(520)의 혼합물로부터 생성된 CaO가 알루미나 펠릿과 반응하여 빠져나간 두께가 0.8㎜ 이상의 값을 가지게 되어 충분한 알루미나와의 반응성을 가지는 것을 알 수 있었다. 또한, 용강에 대한 용융 손상층의 두께가 1.0㎜ 이하의 값을 가지게 되어 용강에 대한 내구성도 만족하는 결과를 얻었으며, 개재물의 부착 두께가 0.5㎜ 이하, 보다 상세하게는 약 0㎜의 값을 가지게 되어 알루미나 개재물의 부착이 확인되지 않았다.

이에 반해, 실험 예 4의 경우는 칼슘지르코네이트가 45 중량%를 초과하여 용융 손상이 심하고, 실험 예 5 및 6은 칼슘실리케이트의 첨가량이 5 중량% 미만 또는 15 중량% 초과의 값을 가지게 되어 알루미나와의 반응성이 부족하거나, 과도한 반응성을 가지게 되어 용융 손상이 심하게 발생하는 것을 알 수 있었다. 또한, 실험 예 7 및 8의 경우는 디칼슘실리케이트의 첨가량이 25 중량% 미만 또는 30 중량% 초과의 값을 가지는 것으로 개재물이 다량 부착하거나 또는 과도한 용융 손상이 발생하는 결과를 보임을 알 수 있었다.

따라서, 표 1에 따른 상기의 실험 결과를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 노즐의 내공부를 형성하는 혼합물은 실험 예 2의 조성비에 따라 칼슘지르코네이트 43 내지 47 중량%, 칼슘실리케이트 8 내지 12 중량%, 디칼슘실리케이트 25 내지 27 중량%, 흑연 18 내지 22 중량% 및 보론카바이드 0.5 내지 0.7 중량%의 조성 범위를 갖는 경우 저융점의 액상 물질을 형성하여 침지 노즐(500)의 막힘 현상을 방지할 수 있는 내공부(520)로서의 최적의 효과를 얻을 수 있음을 알 수 있다.

이때, 내공부(520) 시편의 꺾임 강도는 77kgf/cm² 이상의 값을 가지게 된다. 또한, 내공부(520)의 반응성 실험 결과인 알루미나 펠릿과의 반응층의 두께는 0.8㎜ 이상의 값을 가지게 되고, 용강에 대한 용융 손상층의 두께가 0.5㎜ 이하의 값을 갖는다. 뿐만 아니라, 개재물이 내공부(520)에 부착되는 두께는 0.3㎜ 이하의 값을 가지게 되어, 연속 주조 중에 용강 내에 존재하는 알루미나 개재물이 내공부(520) 표면에 접촉하여 저융점의 액상 물질을 생성시키며 유동하여 개재물의 부착이 억제되고, 침지 노즐(500)의 막힘 현상을 효과적으로 방지할 수 있게 되어 사용 수명을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 장시간의 연속 주조에 최적화된 제품을 얻을 수 있다.

상기에서, 본 발명의 바람직한 실시 예가 특정 용어들을 사용하여 설명 및 도시되었지만 그러한 용어는 오로지 본 발명을 명확하게 설명하기 위한 것일 뿐이며, 본 발명의 실시 예 및 기술된 용어는 다음의 청구범위의 기술적 사상 및 범위로부터 이탈되지 않고서 여러 가지 변경 및 변화가 가해질 수 있는 것은 자명한 일이다. 이와 같이 변형된 실시 예들은 본 발명의 사상 및 범위로부터 개별적으로 이해되어져서는 안 되며, 본 발명의 청구범위 안에 속한다고 해야 할 것이다.

500: 침지 노즐 510: 노즐 몸체
520: 내공부 530: 슬래그 라인부
540: 토출구

Claims

관 형상의 노즐 몸체; 상기 노즐 몸체의 내벽의 적어도 일부를 둘러싸도록 마련되는 내공부; 및 상기 노즐 몸체의 하부에 마련되는 토출구를 포함하고,
상기 내공부는 칼슘지르코네이트(CaZrO₃), 칼슘실리케이트(CaSiO₃), 디칼슘실리케이트(2CaO·SiO₂), 흑연(C) 및 보론카바이드(B₄C)를 포함하는 혼합물로 형성되는 노즐.
청구항 1에 있어서,
상기 내공부는 2㎜ 내지 5㎜의 두께로 형성되는 노즐.
청구항 1에 있어서,
상기 내공부는 상기 노즐 몸체의 내벽 전체에 형성되는 노즐.
청구항 1에 있어서,
상기 혼합물 100 중량%에 대하여,
상기 칼슘지르코네이트는 40 내지 50 중량%, 상기 칼슘실리케이트는 5 내지 15 중량%, 상기 디칼슘실리케이트는 25 내지 30 중량%, 상기 흑연은 15 내지 20 중량% 및 상기 보론카바이드는 0.5 내지 1 중량%로 함유되는 노즐.
청구항 1에 있어서,
상기 혼합물은 각 성분을 점착시키기 위한 결합제를 더 포함하고,
상기 결합제는 외삽으로 전체 중량의 1 내지 5 중량%로 첨가되는 노즐.
청구항 5에 있어서,
상기 결합제는 액상의 페놀 레진을 포함하는 노즐.
청구항 1에 있어서,
상기 혼합물을 1200kgf/cm²의 압력 및 1000℃의 온도로 소성한 시편의 꺾임 강도는 75 kgf/cm² 이상의 값을 가지는 노즐.
청구항 7에 있어서,
상기 시편 상에 알루미나 펠릿을 놓고 1550℃에서 열처리한 후 측정되는 반응층의 두께는 0.8㎜ 이상의 값을 가지는 노즐.
청구항 7에 있어서,
상기 시편을 1550℃의 용강에 2시간 동안 침지하여 측정되는 손상층의 두께는 1.0㎜ 이하의 값을 가지는 노즐.
청구항 7에 있어서,
상기 시편을 1550℃의 용강에 2시간 동안 침지하여 측정되는 개재물의 부착 두께는 0.5㎜ 이하의 값을 가지는 노즐.