KR20240056162A - 세라믹 실링제 및 이를 이용한 연속주조 장치 - Google Patents

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KR20240056162A
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Abstract

본 발명은 세라믹 실링제 및 상기 세라믹 실링제를 이용한 연속주조 장치에 관한 것으로서, 알루미나 시멘트 분말 및 융점이 900℃ 이하인 저융점 세라믹 분말을 포함하며, 1,000℃ 이하의 융점을 갖는 세라믹 실링제에 관한 것이다.

Description

세라믹 실링제 및 이를 이용한 연속주조 장치{CERAMIC SEALANT AND CONTINUOUS CASTING APPARATUS USING THE SAME}
본 발명은, 연속주조 장치에서 외기유입 및 실링가스를 차단하여 기포성 결함을 저감하는 저융점 세라믹 실링제 및 이를 이용한 연속주조 장치에 관한 것이다.
철강공정에서 연속주조 공정은 제강로에서 생산된 용강을 래들로 이송하여 턴디시에 받아서 연속주조장치를 통해서 몰드로 공급하고 이를 일정한 크기로 주편을 생산하는 공정이다. 이때 사용되는 연속주조 장치는 용강 양을 조절하여 연속적으로 용강을 몰드로 주입하기 위한 슬라이딩 게이트를 포함하는 카세트 장치와, 이러한 카세트와 몰드 간의 용강을 외부의 공기유입을 막거나 안정적으로 용강의 유동을 전달하기 위한 침지노즐 등으로 구성된다.
특히, 슬라이딩 게이트는 내화물로 구성되어 고온의 용강과 집적 접촉하는 다양하고 복잡한 구조를 가지고 있으며, 고온의 용강과 직접 접촉되므로 높은 내화도와 급격한 열응력에 의한 크랙을 방지하기 위해 높은 열전도율이 요구된다. 이러한 특성 때문에 슬라이딩 게이트는 카본 포함하는 고융점 내화원료를 사용하여 불소성 제품으로 설계된다.
상기와 같은 내화물로 구성된 슬라이딩 게이트를 연주설비에 설치하여 연주 생산 공정을 수행할 때는, 내화물 접촉면과 가동면에 마찰에 의한 손상을 막기 위해 흑연 윤활제를 표면 코팅하여 사용되지만, 고온에서 노출된 표면은 윤활제의 연소 및 휘발과, 내화물의 열팽창에 의해 접촉면에서 미세한 기공구조가 생성되며, 생성된 미세기공은 외부 공기가 유입되는 채널(channel) 역할을 하게 된다.
이와 같이 발생된 미세 기공 채널은 내부의 고온의 용강 흐름에 의해 내부 음압이 용이하게 발생되고, 이로 인해 외부에서 공기유입에 의해 용강 내부로 내부 공기방울(bubble)이 빨려 들어가는 구조가 발생된다. 이러한 외부공기 방울은 일부 용강 내에서 녹아 용존 산소나 질소 형태로 바뀌고 용강 내 성분에 의해 산화나 질화물과 같은 개재물이 형성되어 생산 품질에 해로운 영향을 미칠 수 있다. 뿐만 아니라, 용강 내부로 들어간 외기공기는 용강과 반응하지 않는 아르곤 가스나, CO 및/또는 CO2 가스와 미반응한 산소 및 질소가스도 버블 상태로 용강 내부에 존재하게 되는데, 이로 인해 몰드에서 용강이 응고되는 과정에서 버블 상태 그대로 응고되어 기공 형태의 결함이 발생되어 품질 불량이 증가하게 된다.
관련하여, 기존의 외기유입 방지를 위한 가스 실링(gas sealing) 방식의 연주설비는, 턴디시 카세트에 포함되어 있는 하부 플레이트(Lower Plate)의 하부에, 외부에서 가스를 주입할 수 있도록 내부에 고리(Ring) 타입으로 홈을 가공하고, 홈의 한쪽에 하부 플레이트 내부로 가스를 주입할 수 있도록 관 형태의 홀을 가공하여 연결된 구조를 가진다. 이렇게 연결된 홀과 홈으로 불활성 가스인 아르곤이나 질소 등을 주입하여 외부로부터 유입되는 공기를 방지하는 기능을 가지게 된다.
관련하여, 외기 유입을 방지하기 위한 주조설비 및 주조방법과 관련하여, 일본 등록특허 제4653679호에서는 슬라이딩 게이트 하부 플레이트(plate) 내화물 하부에 용강에 용해되지 않거나 용해되기 어려운 불활성 가스(Ar, N2 등)를 주입함으로써 외부에서 들어오는 공기를 대체하여 개재물 형성을 방지하는 기술이 소개되었다. 하지만 일부 고급 강종에서는 개재물 저감에는 효과가 있지만 불활성 가스 자체가 강 중에 버블로 존재하면서 핀홀(pin hole), 스킨홀(skin hole)과 같은 기포성 결함을 유발시킬 수 있어, 이와 같은 방법은 결함을 제거할 수 있는 근본 해결책이 될 수 없다.
이에, 연속주조 공정으로 제조되는 주편에 결함이 발생하지 않도록 하기 위해, 용강 내부로의 외기 유입뿐만 아니라 실링가스 또한 원천적으로 차단할 수 있는 기술 개발이 필요하다.
일본 등록특허 제4653679호
본 발명은, 슬라이딩 게이트 하부 플레이트와 침지노즐 사이에 발생되는 외기 혼입이나 실링가스가 용강 중으로 주입되는 것을 방지하기 위해, 주조 중 발생되는 열에 의해 액상이 되어 모세관력으로 외기 또는 실링가스가 유입되는 틈을 막을 수 있는 저융점 세라믹 실링제 및 이를 적용한 연속주조 장치를 제공하고자 한다.
그러나, 본원이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예는, 알루미나 시멘트 분말; 및 융점이 900℃ 이하인 저융점 세라믹 분말;을 포함하는 연속주조 장치용 세라믹 실링제를 제공한다. 상기 세라믹 실링제는 600 내지 1,000℃의 융점을 갖는 것일 수 있다.
또한, 상기 세라믹 실링제는 하기 식 (1)로 정의되는 혼합비가 0.5 내지 0.7일 수 있다:
식 (1): B/(A+B)
상기 식 (1)에서, A는 상기 알루미나 시멘트 분말의 중량% 함량, B는 상기 저융점 세라믹 분말의 중량% 함량을 의미한다.
또한, 상기 세라믹 실링제는 800 내지 980℃의 융점을 갖는 것일 수 있다.
또한, 상기 알루미나 시멘트 분말 및 상기 저융점 세라믹 분말은, 각각 독립적으로 0.5 내지 1 mm 범위의 입도를 갖는 것일 수 있다.
또한, 상기 알루미나 시멘트 분말은, 12CaO·7Al2O3 결정상을 갖는 CaO-Al2O3계 시멘트 분말일 수 있다.
또한, 상기 저융점 세라믹 분말의 융점은 500 내지 900℃일 수 있다.
또한, 상기 저융점 세라믹 분말은, B2O3, K2O, Li2CO3, K2CO3, Na2CO3, 또는 CaCO3 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
또한, 상기 세라믹 실링제는 바인더를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 세라믹 실링제는 점도가 0.5 내지 5 P일 수 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예는, 용강이 수용되는 턴디시; 상기 턴디시에서 공급되는 용강을 냉각시켜 주편을 주조하는 몰드; 상기 턴디시 하부에 구비되며, 내부에 용강의 이동 경로인 제1유로가 형성되고, 상기 몰드로 공급되는 용강의 양을 조절하는 슬라이딩 게이트; 및 상기 슬라이딩 게이트 하부에 구비되며, 내부에 용강의 이동 경로인 제2유로가 형성되어 상기 몰드에 용강을 공급하는 침지노즐;을 포함하고, 상기 슬라이딩 게이트는, 상기 침지노즐의 상부면과 접촉되는 상기 슬라이딩 게이트의 하부면에 상기 제1유로의 외측을 둘러싸도록 형성되는 하나 이상의 실링홈을 포함하며, 상기 하나 이상의 실링홈 중 적어도 하나 이상의 내부에 600 내지 1,000℃의 융점을 갖는 세라믹 실링제가 충진되는 것을 특징으로 하는, 연속주조 장치를 제공한다.
또한, 상기 연속주조 장치는, 상기 실링홈에 실링가스를 공급하기 위한 실링가스 주입로를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 하나 이상의 실링홈은, 상기 실링가스 주입로가 연결되는 제1실링홈을 포함하고, 상기 제1실링홈 내부에 상기 세라믹 실링제가 충진되는 것을 포함할 수 있다.
또한, 상기 하나 이상의 실링홈은, 상기 실링가스 주입로가 연결되는 제1실링홈; 및 상기 제1실링홈과 상기 제1유로 사이에 형성되며, 내부에 상기 세라믹 실링제가 충진되는 제2실링홈;을 포함할 수 있다.
또한, 상기 하나 이상의 실링홈은, 상기 제1실링홈의 외측을 둘러싸도록 형성되며, 내부에 상기 세라믹 실링제가 충진되는 제3실링홈;을 추가 포함할 수 있다.
또한, 상기 세라믹 실링제는, 알루미나 시멘트 분말; 및 융점이 500 내지 900℃인 저융점 세라믹 분말;을 포함하며, 하기 식 (1)로 정의되는 혼합비가 0.5 내지 0.7일 수 있다:
식 (1): B/(A+B)
상기 식 (1)에서, A는 상기 알루미나 시멘트 분말의 중량% 함량, B는 상기 저융점 세라믹 분말의 중량% 함량을 의미한다.
또한, 상기 알루미나 시멘트 분말은, 12CaO·7Al2O3 결정상을 갖는 CaO-Al2O3계 시멘트 분말을 포함하는 것이고, 상기 저융점 세라믹 분말은, B2O3, K2O, Li2CO3, K2CO3, Na2CO3, 또는 CaCO3 중 하나 이상을 포함하는 것일 수 있다.
또한, 상기 세라믹 실링제는, 바인더를 더 포함하며, 점도가 0.5 내지 5 P일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 저융점 세라믹 실링제는 연속주조 공정 중 발생하는 열에 의해 액상이 되며, 액상의 저융점 세라믹 실링제는 모세관력에 의해 슬라이딩 게이트와 침지노즐 사이의 접촉면을 통해 유입되는 외기공기 및 실링가스를 원천적으로 차단할 수 있다. 또한, 이를 통해 연주를 통해 제조되는 고급 철강제품 내부의 발생되는 개재물 생성 억제나 홀(hole)성 결함을 제거하여 제품의 품질 및 실수율을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 강 제조공정 중 슬라브를 제조하기 위한 연속주조 장치 및 주조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 슬라이딩 게이트와 침지노즐 사이에 발생되는 공극에 의한 외기유입이나, 실링을 위해 투입되는 가스를 차단하여 주조 제품 내에 기포성 결함을 저감시킬 수 있다.
본원에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연속주조 장치의 구조도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬라이딩 게이트의 하부 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 실링홈 구조를 나타낸 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 실링홈 구조를 나타낸 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 실링홈 구조를 나타낸 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에서, 고온 접촉각 시험을 통해 저융점 세라믹 실링제의 혼합비(MR)에 따른 융점을 나타낸 그래프이다.
도 7a 및 7b는 본 발명의 일 실시예에서, 실링홈에 세라믹 실링제가 시공된 상태를 개략적으로 나타낸 것으로서, 도 7a는 세라믹 실링제가 용융되기 전의 상태이고, 도 7b는 고온에서 세라믹 실링제가 용융되었을 때 모세관력이 작용하여 틈 사이로 침투된 상태이다.
도 8a 내지 8d는, 본 발명의 일 실시예에서, 슬라이딩 게이트 하부면과 침지노즐 상부면의 계면과 실링홈의 미세구조 사진으로서, 도 8a는 실링홈 중앙 하단부, 도 8b는 실링홈 우측 하단부, 도 8c는 실링홈 중앙 상단부, 도 8d는 실링홈 좌측 하단부의 미세구조 사진이다.
도 9는 저융점 세라믹 실링제 적용 후 실링가스 주입 후단압 및 온도 측정 결과를 나타낸 그래프이다.
도 10은 세라믹 실링제 없이 실링가스만을 사용하여 주조된 주편(A) 및 본 발명에 따른 세라믹 실링제를 사용하여 주조된 주편(B)의 단면 사진이다.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시형태들을 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 기술사상이 이하에서 설명하는 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
본 출원에서 사용하는 용어는 단지 특정한 예시를 설명하기 위하여 사용되는 것이다. 때문에 가령 단수의 표현은 문맥상 명백하게 단수여야만 하는 것이 아닌 한, 복수의 표현을 포함한다. 덧붙여, 본 출원에서 사용되는 "포함하다" 또는 "구비하다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 단계, 기능, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 명확히 지칭하기 위하여 사용되는 것이지, 다른 특징들이나 단계, 기능, 구성요소 또는 이들을 조합한 것의 존재를 예비적으로 배제하고자 사용되는 것이 아님에 유의해야 한다.
한편, 다르게 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진 것으로 보아야 한다. 따라서, 본 명세서에서 명확하게 정의하지 않는 한, 특정 용어가 과도하게 이상적이거나 형식적인 의미로 해석되어서는 안 된다. 가령, 본 명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 예외가 있지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
또한, 본 명세서의 "약", "실질적으로" 등은 언급한 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본 발명의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다.
이하의 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱더 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면은 본 발명의 실시예를 정확히 설명 하기 위해서 크기가 부분적으로 과장될 수 있다.
< 세라믹 실링제 >
본 발명의 일 측면에 따른 세라믹 실링제는, (A) 알루미나 시멘트 분말; 및 (B) 저융점 세라믹 분말;을 포함한다.
본 발명에 따른 세라믹 실링제는, 연속주조 장치에 있어서, 슬라이딩 게이트의 하부 플레이트와 침지노즐 간의 계면에서 발생되는 외기 및 실링가스를 차단하기 위한 것으로서, 구체적으로, 고온에서 액상의 모세관력으로 외기 및 실링가스가 유입되는 틈을 막기 위해 1,000℃ 이하의 융점을 갖는 것일 수 있다.
도 1 및 2를 참조하면, 연속주조용 장치에 있어서, 하부 플레이트 저면에 고리(Ring)형으로 가공된 실링홈(25)이 하부 플레이트(23) 중심부의 제1유로(20a)의 외각을 소정의 간격으로 둘러싸도록 가공된다. 용강의 온도가 약 1,000℃일 때, 실링홈(25) 부분의 연주조업 중 온도는 최대 950℃까지 상승하게 된다. 따라서, 본 발명에서는 주조공정 시 하부 플레이트(23) 저면의 실링홈(25)에서 용융될 수 있도록 세라믹 실링제의 융점을 약 1,000℃ 이하로 조절하고자 하였다. 상기 세라믹 실링제의 융점이 약 1,000℃를 초과하면 주조 시 세라믹 실링제가 액상으로 용융되지 않아 모세관력에 의한 효과를 얻을 수 없다. 이에, 세라믹 실링제는 용강의 주조온도를 고려하여 1,000℃ 이하의 융점으로 적절히 조절하여 사용될 수 있으며, 바람직하게는 600 내지 1,000℃, 더욱 바람직하게는 800 내지 980℃, 가장 바람직하게는 900 내지 970℃일 수 있다. 용강의 주조온도 대비 세라믹 실링제의 융점이 지나지게 낮을 경우, 세라믹 실링제의 지나친 용융으로 실링 역할을 하지 못하게 될 수 있으므로, 융점의 하한은 주조온도를 고려하여 적절히 제한될 수 있다.
(A) 알루미나 시멘트 분말
본 발명에 따른 연속주조 장치용 세라믹 실링제는 알루미나 시멘트 분말을 포함한다.
알루미나 시멘트 분말은 일반적으로 틈새를 봉합하기 위한 봉합제인 캐스터블 내화물(castable refractoiers)로 주로 사용되는 물질이다. 구체적으로, 캐스터블 내화물은 고온 처리된 내화성 골재를 적절한 입도로 조정하고 알루미나 시멘트를 결합재로 사용하여 혼련 제조한 분말상의 내화물로서 적당량의 첨가수순에 의해 수화반응으로 강도가 나타나는 내화 콘크리트이다. 이러한 캐스터블 내화물은 내화성을 갖추고 있어서 턴디시와 같은 고열환경에 적합하고, 내화물로 이루어진 슬라이딩 게이트와의 친화력이 좋아서 이들 사이에서의 봉합효과가 좋다는 장점으로 인해 캐스터블 내화물로 주로 사용되는 알루미나 시멘트 분말을 사용한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 알루미나 시멘트 분말은 세라믹 실링제 총 중량에 대하여 40 내지 50 중량%로 포함될 수 있다. 또한, 상기 알루미나 시멘트 분말의 융점은 1,000℃를 초과하며, 예를 들어, 1,800 내지 1,900℃ 일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 알루미나 시멘트 분말은 12CaO·7Al2O3 (C12A7) 결정상을 갖는 CaO-Al2O3계 시멘트 분말일 수 있다. 상기 알루미나 시멘트 분말 내 알루미나 성분은 70 중량% 이상일 수 있다.
또한, 상기 시멘트 분말은 0.5 내지 1 mm 범위의 평균 입도를 가질 수 있으며, 이때, 최대 입도가 1 mm를 초과하지 않는 것이 바람직하다.
(B) 저융점 세라믹 분말
본 발명에 따른 연속주조 장치용 세라믹 실링제는 모세관력이 작용될 수 있는 저융점 세라믹 실링제를 제조하기 위해 융점이 900℃ 이하의 저융점 세라믹 분말을 포함한다. 900℃ 이하의 저융점 세라믹 분말을 포함함으로써 1,000℃ 초과의 고융점을 갖는 알루미나 시멘트 분말과 혼합되어 세라믹 실링제의 융점을 낮출 수 있다.
상기 저융점 세라믹 분말의 융점은 900℃ 이하일 수 있고, 융점의 하한은 특별히 제한되지 않으나 500℃ 이상의 융점을 갖는 것이 바람직할 수 있다.
상기 저융점 세라믹 분말로는 단일상으로 존재하는 산화물(oxide)계 세라믹 분말, 탄산화물(carbonate)계 세라믹 분말 등이 있을 수 있다. 예를 들어, 산화물계 세라믹 분말로는 B2O3, K2O 등이 있을 수 있고, 탄산화물(carbonate)계 세라믹 분말로는 Li2CO3, K2CO3, Na2CO3, CaCO3 등이 있을 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 본 발명의 일 실시예에서, 탄산화물(carbonate)계 세라믹 분말을 사용하는 것이 바람직할 수 있다.
예를 들어, 산화물계 세라믹과 탄산화물계 세라믹의 융점(Melting Point)의 예시는 하기 표 1에 나타낸 바와 같다.
종류 물질 융점(℃)
산화물 B2O3 510
K2O 740
탄산화물 Li2CO2 723
CaCO3 825
Na2CO3 851
K2CO3 891
상기 표 1에 나타낸 성분의 세라믹 분말은 그 융점이 낮아 그 자체 또는 2상 이상으로 혼합물을 만들어 사용하여도 주조공정에서 액상이 되며, 이로 인해 본 발명에서 이루고자 하는 모세관력이 작용되어 외부 산소나 실링가스 혼입을 방지하는 세라믹 실링제로 활용할 수 있다.
또한, 저융점 세라믹 분말은 0.5 내지 1 mm 범위의 평균 입도를 가질 수 있고, 최대 입도가 1 mm를 초과하지 않는 것이 바람직하다.
또한, 세라믹 실링제에 포함되는 알루미나 시멘트 분말과 저융점 세라믹 분말의 비율은 저융점 세라믹 분말의 융점에 따라 조절될 수 있다. 구체적으로, 상기 세라믹 실링제에 포함되는 알루미나 시멘트 분말 및 저융점 세라믹 분말의 혼합비는 상기 저융점 세라믹 분말의 종류에 따라 세라믹 실링제의 융점이 1,000℃가 되도록 적절히 조절될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 세라믹 실링제는 하기 식 (1)로 정의되는 혼합비가 0.5 내지 0.7일 수 있고, 바람직하게는 0.55 내지 0.60일 수 있다. 예를 들어, 저융점 세라믹 분말이 Li2CO3일 때, 용강의 주조온도를 고려하여 0.57 내지 0.63의 혼합비가 바람직할 수 있다.
식 (1): B/(A+B)
상기 식 (1)에서, A는 상기 알루미나 시멘트 분말의 중량% 함량, B는 상기 저융점 세라믹 분말의 중량% 함량을 의미한다.
(C) 첨가제
또한, 상기 세라믹 실링제는 첨가제를 더 포함할 수 있으며, 예를 들어, 상기 첨가제로는 세라믹 실링제의 점도를 조절하기 위한 바인더를 더 포함할 수 있다. 세라믹 분말을 하단 플레이트 저면의 실링홈에 삽입 시공하여 사용하기는 위해서는 적절한 바인더를 혼합 사용하여 시공하여야 한다. 뿐만 아니라 긴 연주조업시간 동안 액상으로 기능을 가져야 하므로 하부 플레이트 내화물과 침지노즐 내화물과의 침식반응이 적고 조업 중에 탈락이 없어야 한다.
일 실시예에 있어서, 상기 세라믹 실링제의 점도는 5 P(poise) 이하, 바람직하게는 0.5 내지 5 P일 수 있다. 연속주조 장치 내 실링홈의 구조 특성상 중력이 작용될 수 있는 하단부에 실링제가 시공되므로, 세라믹 실링제의 점도가 0.5P 미만일 경우, 시공 시 흘러내림으로 인해 시공이 되지 않는 문제가 있을 수 있다.
바인더 소재로는 일반적으로 알려진 바인더 재료가 사용될 수 있으며, 예를 들어, 당밀, 레진 등을 물 또는 알코올과 혼합하여 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
< 연속주조 장치 >
본 발명에 따른 연속주조 장치는 슬라이딩 게이트의 하부 플레이트와 침지노즐 간의 계면에서 발생되는 외기 및 실링가스를 차단하기 위해, 본 발명에 따른 저융점 세라믹 실링제를 도입한 것을 특징으로 한다.
이하에서는, 도 1 내지 도 5를 참조하여, 본 발명에 따른 연속주조 장치에 대해 설명한다.
본 발명의 일 측면에 따른 연속주조 장치는, 용강이 수용되는 턴디시(10); 상기 턴디시(10)에서 공급되는 용강을 냉각시켜 주편을 주조하는 몰드(40); 상기 턴디시(10) 하부에 구비되며, 내부에 용강의 이동 경로인 제1유로(20a)가 형성되고, 상기 몰드(40)로 공급되는 용강의 양을 조절하는 슬라이딩 게이트(20); 및 상기 슬라이딩 게이트(20) 하부에 구비되며, 내부에 용강의 이동 경로인 제2유로(30a)가 형성되어 상기 몰드(40)에 용강을 공급하는 침지노즐(30);을 포함한다.
도 1을 참조하면, 연속주조 장치는 용강이 수용되는 턴디시(10)와, 턴디시(10) 하부에 구비되어 턴디시(10)에서 공급되는 용강을 1차적으로 냉각시켜 주편을 주조하는 몰드(40)을 포함한다. 또한, 도시되어 있지는 않지만, 몰드(40) 하부에 구비되어 몰드(40)에서 인발된 주편을 냉각시키고 압하하는 2차 냉각대(미도시)를 포함한다.
턴디시(10)의 하부에는 몰드(40)로 공급되는 용강 량을 조절하기 위한 슬라이딩 게이트(20)가 구비될 수 있다. 슬라이딩 게이트(20)는 상부 플레이트(21)와, 상부 플레이트(21) 하부에 구비되는 하부 플레이트(23) 및 상부 플레이트(21)와 하부 플레이트(23) 사이에 구비되는 중간 플레이트(22)를 포함할 수 있다. 이때, 중간 플레이트(22)에는 중간 플레이트(22)를 수평방향으로 왕복 이동시킬 수 있는 구동기(28)가 연결되어, 상부 플레이트(21)와 하부 플레이트(23) 사이에서 이동할 수 있다.
상부 플레이트(21)와 중간 플레이트(22) 및 하부 플레이트(23)에는 용강의 이동 경로로 사용되는 제1유로(20a)가 형성될 수 있다. 그리고 중간 플레이트(22)는 구동기(28)의 작동에 의해 상부 플레이트(21)와 하부 플레이트(23) 사이에서 이동함으로써 용강을 배출 또는 차단시켜 용강의 유량을 조절할 수 있다.
슬라이딩 게이트(20)의 유통로가 개방되면, 용강은 유통로를 따라 이동하여 침지노즐(30)의 제2유로(30a)을 거쳐 몰드(40)으로 주입될 수 있다.
침지노즐(30)은 상측이 슬라이딩 게이트(20)의 하부에 연결되어 몰드(40) 측으로 연장되도록 구비되며 그 하측은 몰드(40) 내 용강에 침지된다. 침지노즐(30)은 내부에 용강의 이동 경로로 사용되는 유로인 내공부(31)가 형성될 수 있으며, 하부에는 용강을 몰드(40)으로 토출시키는 토출구(미도시)가 형성될 수 있다. 또한, 침지노즐(30)은 내공부(31)에 내열성 및 내식성이 우수한 코팅층(미도시)이 형성될 수 있으며, 외측에 슬래그 라인부(미도시)가 형성될 수 있다.
한편, 침지노즐(30)은 그 상부면이 슬라이딩 게이트(20)의 하부 플레이트(23)의 저면에 접촉하도록 배치될 수 있다. 이때, 침지노즐(30)과 슬라이딩 게이트(20)는 독립적인 구조물로 그 사이에 별도의 연결부재를 구비하지 않고, 용강이 유출되지 않도록 하부 플레이트(23)의 저면과 침지노즐(30)의 상부면이 서로 밀착되도록 배치될 수 있다.
슬라이딩 게이트(20)는, 상기 침지노즐(30)의 상부면과 접촉되는 상기 슬라이딩 게이트(20)의 하부면이 접촉하는 계면(24)에 상기 제1유로(20a)의 외측을 둘러싸도록 고리(ring) 형태로 형성되는 하나 이상의 실링홈(sealing groove; 25, 25-1, 25-2, 25-3)을 포함할 수 있다.
또한, 상기 연속주조 장치는, 상기 실링홈(25)에 실링가스를 공급하기 위한 실링가스 주입로(26)를 더 포함할 수 있다. 또한, 실링가스 주입로(26)와 연결되어 실링홈(25)에 실링가스를 제공하는 실링가스 공급기(27)를 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 실링가스 공급기(27)로부터 실링홈(25)에 실링가스를 주입하기 위해서, 하부 플레이트(23) 내부를 통해 실링홈(25)에 연결된 홀이 가공되어 실링가스 주입로(26)를 형성하고, 실링가스 주입로(26)와 외부의 실링가스 공급기(27)와 체결되도록 구성될 수 있다.
하부 플레이트(23)와 침지노즐(30)이 서로 밀착되어 있더라도, 그 계면(24)을 통해 외기가 유입되어 용강으로 혼입되는 문제점이 있다. 이에 하부 플레이트(23)의 저면에 제1유로(20a)의 외측을 따라 소정 깊이의 실링홈(25)을 형성하고, 실링홈(25)에 실링가스 공급기(27)로부터 공급되는 아르곤 등과 같은 불활성 가스를 실링가스 주입로(26)를 통해 주입하여 외기의 혼입을 방지하고 있다. 그러나, 불활성 가스 자체가 강 중에 버블로 존재하면서 핀홀(pin hole)이나 스킨홀(skin hole)과 같은 기포성 결함을 유발시킬 수 있다.
이와 같은 실링가스에 의한 강의 기포성 결함을 방지하기 위해, 본 발명에 따른 연속주조 장치는 상기 하나 이상의 실링홈(25, 25-1, 25-2, 25-3) 중 적어도 하나 이상의 내부에 1,000℃ 이하의 융점을 갖는 세라믹 실링제(25a, 25b, 25c, 25d)가 충진될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 턴디시(10)에 있는 용강의 양을 조절하는 슬라이딩 게이트(20)는 상부 플레이트(upper plate; 21), 중간 플레이트(middle plate; 22) 하부 플레이트(lower plate; 23)가 내화물로 구성되어 있다. 내화물(refractories)이란, 고온에서 견디는 물질로 최소 1,000℃ 이상의 고온에서 연화(軟化) 하지 않고, 그 강도를 충분히 유지, 화학적 작용에 의한 침식, 마모 등에도 견딜 수 있는 재료를 의미한다. 이와 같은 내화물로 구성된 슬라이딩 게이트(20)는 고강도 금속 틀과 같은 카세트(미도시)에 고정되고, 중간 플레이트는 용강의 양을 조절하기 위해서 슬라이딩 형태로 좌우로 이동하여 용강의 양을 조절하도록 구성된다. 용강의 이동경로로 사용되는 침지노즐 상부는 카세트와 슬라이딩 형태로 체결되며, 슬라이딩 게이트(20) 하부면과 접촉하여 체결된다.
도 3 내지 도 5는, 도 1의 A 영역을 확대한 확대도로서, 각각 다양한 형태의 실링홈의 구현예를 도시한 구조도이다.
본 발명에서는, 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 기존의 가스 실링을 위해 슬라이딩 게이트 하부에 가공된 실링홈(25-1)을 이용하거나, 새로운 실링홈(25-2, 25-3)을 추가로 가공하여, 연주조업 중에 발생되는 열에 의해 액상이 되는 세라믹 실링제(25a, 25b, 25c, 25d)를 어느 하나 이상의 실링홈(25-1, 25-2, 25-3)에 삽입함으로써, 침지노즐(30)과의 접촉면에서 발생되는 틈(24)으로 외기유입을 방지할 수 있고, 나아가, 실링가스에 의한 기포 결함을 방지할 수 있다.
도 3을 참조하면, 상기 하나 이상의 실링홈은, 상기 실링가스 주입로(26)가 연결되는 제1실링홈(25-1)을 포함하고, 상기 제1실링홈 내부에 상기 세라믹 실링제(25a)가 충진되는 것을 포함할 수 있다.
도 4를 참조하면, 상기 하나 이상의 실링홈은, 상기 실링가스 주입로(26)가 연결되는 제1실링홈(25-1); 및 상기 제1실링홈(25-1)과 상기 제1유로(20a) 사이에 형성되며, 내부에 상기 세라믹 실링제(25b)가 충진되는 제2실링홈(25-2);을 포함할 수 있다.
도 5를 참조하면, 상기 하나 이상의 실링홈은, 상기 실링가스 주입로(26)가 연결되는 제1실링홈(25-1); 상기 제1실링홈(25-1)과 상기 제1유로(20a) 사이에 형성되며, 내부에 제1 세라믹 실링제(25c)가 충진되는 제2실링홈(25-2); 및 상기 제1실링홈(25-1)의 외측을 둘러싸도록 형성되며, 내부에 제2 세라믹 실링제(25d)가 충진되는 제3실링홈(25-3);을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 하부 플레이트의 하부면에 고리 형태로 가공된 실링홈에 알루미나 시멘트 분말과 저융점 세라믹 분말을 섞은 세라믹 실링제 분말을 적절한 물과 함께 섞어 캐스터블을 만든 후, 이를 실링홈에 고르게 주입하고, 일정 시간 동안 양생을 한 다음 표면을 평탄화하는 작업을 실시한 후 하부 플레이트를 카세트에 조립하고 기존 방식으로 침지노즐을 체결한 후 조업을 수행할 수 있다.
일 실시예에서, 세라믹 실링제는 알루미나 시멘트 분말과 저융점 세라믹 분말이 단순 기계 혼합된 분말을 사용하여 제조될 수 있으며, 점도 5P(포아즈) 이하의 점성을 가지도록 물과 함께 혼합한 후 플레이트에 주입하여 성형한 다음 일정시간 양생시켜 사용할 수 있어, 기존의 설비의 설계 변경 없이 간단한 방법으로 외기 혼입 및 실링가스에 의한 결함을 방지할 수 있다.
일 실시예에서, 저융점 세라믹 실링제를 제조하기 위해서 알루미나 성분이 70wt% 이상이면서, C12A7 성분을 포함하는 CaO-Al2O3계 시멘트 분말과 리튬카보네이트(Li2CO3)분말을 평균입도 0.5 mm, 최대입도 1 mm 이하로 분급하여 기계 혼합하여 실링제 분말을 간단하게 제조할 수 있다. 이와 같이 제조된 분말은 적절한 물과 혼합하여 캐스터블 형태로 제조한 후 미리 가공된 슬라이딩 게이트의 하부에 가공된 실링홈에 주입하면서 성형한 후, 하부 플레이트 표면에 따라 평탄 작업을 실시한다. 이후 하루 정도 캐스터블 반응이 완료되고 안정화가 되면 세라믹 실링제가 실링홈에 채워진 상태로 단단하게 고정된다. 이후, 주조 조업을 위해서 슬라이딩 게이트에 침지노즐이 결합된 후 턴디시 예열 및 용강 주입을 통해 주조 조업을 수행된다. 주조 중 발생되는 열에 의해 슬라이딩 게이트와 침지노즐로 열전달이 이루어지면, 실링홈에 주입된 저융점 세라믹 실링제가 녹아 액상으로 변하고, 침지노즐 체결부에서 열변형에 의해 틈이 발생되면, 모세관력에 의해 액상의 세라믹 실링제가 그 틈을 채워 외부 공기를 차단하게 된다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 하기의 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.
[실시예 1]
본 실시예에서는, 상기와 같은 단일상이나 2상 이상의 분말을 시공이나 취급의 어려움을 극복하고자 캐스터블 내화물에 사용되는 알루미나 시멘트 분말과 Li2CO3 분말을 혼합하여 사용하였으며, 이는 보다 안정적으로 하부 플레이트 내화물에 용이하게 시공 또는 취급할 수 있기 때문이다. 구체적으로, 캐스터블에 들어가는 알루미나 시멘트는 물과 함께 섞으면 일정시간이 지나면 시멘트 반응으로 단단하게 굳어지는 형태를 이룰 수 있다.
또한, 본 실시예에서는 이와 같은 알루미나 시멘트 분말의 취급 용이성의 장점을 살리면서, 1,000℃ 이상의 고융점을 가지는 알루미나 시멘트의 융점을 낮추기 위해서, 저융점 세라믹인 Li2CO3 분말을 소정의 비율로 섞어서 세라믹 실링제의 융점을 낮추고자 하였다.
또한, 본 실시예에서는 알루미나 시멘트 분말과 Li2CO3 분말의 적절한 혼합비율을 확인하기 위해, 고온 접촉각 시험을 통해 혼합물의 융점을 Heating Microscopy Analysis로 분석하여 세라믹 실링제 혼합비(mixing rate; MR)에 따른 융점과 최적 조성비를 측정하였으며, 그 결과를 도 6에 나타내었다.
세라믹 실링제의 혼합비는 하기 식 (1)로 정의되며, 도 6에서 확인할 수 있는 바와 같이 혼합비가 0.3 내지 0.66까지 융점은 직선적인 관계식을 가지게 된다.
식 (1): B/(A+B)
상기 식 (1)에서, A는 상기 알루미나 시멘트 분말의 중량% 함량, B는 상기 저융점 세라믹 분말의 중량% 함량을 의미한다.
저융점 세라믹으로 Li2CO3 분말을 사용하였을 때, 세라믹 실링제의 혼합비가 0.57일 경우 융점은 961℃인 것을 확인하였다. 따라서, 용강의 주조온도를 고려하여, 본 실시예에서 최적의 조성비는 0.57 내지 0.63까지 혼합비를 조정하여 사용할 수 있음을 확인하였다.
[실시예 2]
본 실시예에서는 알루미나 시멘트 분말과 Li2CO3 분말은 0.5 내지 1 mm 입자로 분급하여 고상 상태에서 단순히 혼합한 후, 총 무게의 6~8wt%의 물을 넣어 세라믹 실링제를 제조하였고, 이를 하부 플레이트 실링홈 내부로 삽입 시공하였다. 시공할 때 균일하게 밀도 있는 시공을 위해서 플레이트 바닥을 진동을 주어서 시공하면 균일하게 시공이 가능하다.
실험실 규모에서, 상기 세라믹 실링제를 실링홈에 상기 제조된 세라믹 실링제로 시공한 후 침지노즐 샘플 위에 놓고 전기로에서 1,000℃에서 2시간 동안 가열한 시험편 단면을 가공하여 실질적으로 모세관력에 의한 저융점 세라믹 실링제의 실링 특성을 관찰하였으며, 그 결과를 도 8a 내지 8d에 나타내었다.
구체적으로, 도 7a에 도시된 바와 같이 실링홈에 세라믹 실링제를 시공한 후, 고온에서 용융된 세라믹 실링제가 도 7b에 나타낸 바와 같이 침지노즐과 접촉면에 존재하는 틈으로 모세관력이 작용되는 것을 확인하였으며, 이를 주사전자현미경으로 관찰하였다. 도 8a 내지 8d는, 주사전자현미경으로 슬라이딩 게이트 하부면과 침지노즐 상부면의 계면과 실링홈의 미세구조 촬영한 것으로서, 도 8a는 실링홈 중앙 하단부, 도 8b는 실링홈 우측 하단부, 도 8c는 실링홈 중앙 상단부, 도 8d는 실링홈 좌측 하단부의 미세구조 사진이다.
도 8a 내지 8d를 참조하면, 상기 열처리 조건에서 실링제의 모세관력에 의해 틈으로 유입된 실링제의 유입길이는 2.3 cm 깊이로 모세관력이 작용되었으며, 하기와 같이 영 라플라스 방정식 (Young-Laplace equation)을 활용한 관계식을 도출하였을 경우, 그 모세관력이 작용한 틈의 두께는 약 1 mm 인 것으로 계산되었다. 구체적인 관계식은 하기 식 (2-1) 내지 (2-3)에 나타낸 바와 같다.
※ Young-Laplace equation
식 (2-1): ΔP = 2γ/R = ρgh
식 (2-2): R = a/cosθ
식 (2-3): ΔP = 2γcosθ/a
상기 식 (2-1) 내지 (2-3)에서, ΔP는 라플라스 압력, γ는 계면장력, R은 곡률반경, ρ는 밀도, g는 중력가속도, h는 틈의 높이(두께), a는 반지름, θ는 접촉각을 의미한다.
본 실시예에서, 세라믹 실링제와 하부 플레이트 또는 침지노즐 간의 접촉각(θ)은 35˚, 실링제의 밀도는 2.6g/cm3, 계면장력(γ)은 960℃에서 0.36N/m2이었다.
상기의 관계식으로 도출된 접촉된 내화물 사이의 틈의 두께에 따른 모세관력에 의한 침투 깊이는 반비례 관계이며, 틈의 두께가 얇을수록 모세관력이 크게 작용되어 깊이 침투할 수 있다. 뿐만 아니라 모세관력에 영향을 미치는 계면장력은 실링제의 융점과 점도에 영향을 미치므로 융점을 낮추거나 점도가 낮아지면 계면장력이 높아져서 깊게 침투가 가능하다. 본 실시예에서 가장 이상적인 침투 깊이는 2 내지 3 cm 정도였고, 이때 세라믹 실링제의 융점은 900 내지 950℃였다.
[실시예 3]
본 실시예에서는, 상기와 같은 시공방법과 실험실적 결과를 바탕으로 연속주조 장치에 세라믹 실링제를 직접 적용하였다.
연속주조 장치에서 하부 플레이트는 도 5에 도시된 바와 같은 3중 실링홈 (groove) 구조로 가공된 플레이트를 사용하였다. 세라믹 실링제는 알루미나 시멘트와 Li2CO3 분말의 혼합비를 0.57로 하고, 총 분말 무게의 7 wt%의 혼합수를 사용하여 제조하였다. 또한, 세라믹 실링제는 하부 플레이트 중심부로부터 안쪽의 제2실링홈(25-2)과 최외각의 제3실링홈(25-3)에 시공하였다. 중심부에 있는 제1실링홈(25-1)에는 고온 연주 중 누기가 발생되는 것을 확인하기 위해서 비활성 가스인 질소(N2) 가스를 주입하였고, 이때 시간 경과에 따른 후단압을 측정하여 도 9에 나타내었다.
도 9를 참조하면, 저융점 세라믹 실링제가 적용된 하부 플레이트를 체결하고 예열이 끝난 후 연주 조업이 시작될 때 하부 플레이트에 질소가스를 0.5MPa의 압력으로 주입하였으며, 주조 20분 후부터 주입된 질소는 누기 없이 안정적으로 실링이 되는 것을 확인하였다.
하부 플레이트의 실링홈의 설계는 도 3 내지 5와 같이 다양한 방법으로 실시할 수 있으나, 도 3 내지 5에 도시하지 않은 구조라도 본 발명과 관련하여 기술이나 지식이 있는 사람이 용이하게 변경 할 수 있으며, 그 방법이 고온에 액상에 의하여 실링하는 방법이라면 본 발명이 제안하는 범주에 속한다.
[실시예 4]
한편, 기존 가스 실링 방법으로는 완벽하게 외부의 기체가 용강으로 유입되는 것을 방지할 수 없다. 이는 용강 하강하는 속도와 비례하게 주변에는 강한 내부 음압이 발생되고, 이로 인해서 내화물 사이에 틈이 존재하면 이는 강한 외기유입 통로의 역할을 하기 때문이다. 또한 기존 가스 실링 방식은 비록 산소와 같은 반응성 가스가 들어가지 않더라도 아르곤이나 질소와 같은 가스도 용강에 유입되어 용강 내부에서 기체 상태로 응고되어 홀(hole)성 결함이 발생될 수 있다.
이에, 본 실시예에서는 종래의 가스만을 사용한 실링 방식(비교예 1)과 본 발명에 따른 세라믹 실링제를 사용한 실링 방식(실시예 4)을 비교하기 위해, 각각 실링 방식을 달리하여 주조된 주편의 단면사진을 도 10에 나타내었다.
도 10의 A는 주조 중 하부플레이트 내화물에 아르곤 가스를 주입하는 기존 방식으로 주조한 주편 단면사진이다 (비교예 1). 도 10의 A에 도시된 바와 같은 주편 단면을 관찰한 결과, 수 ㎛에서 200 ㎛까지 많은 수의 기공성 홀(hole)이 관찰되었다. 대부분의 기포는 표층 10 mm 지점으로 표층에 기공이 존재하며, 이는 연주 몰드에서 초기 응고조직에 기포가 붙어서 응고되면서 발생된 것으로 사료된다.
한편, 도 10의 B는 본 발명에 따른 세라믹 실링제를 사용한 실링 방식으로 주조한 주편 조직의 단면사진이다 (실시예 3). 비교예 1과 대비하여 단면에 기공이 거의 보이지 않으며, 관련 결함을 획기적으로 줄일 수 있었다.
따라서, 고부가가치 강제품을 제조하기 위한 연주공정에 있어서, 슬라이딩 게이트와 침지노즐 접촉면에서, 외부로부터 용강 내부로 외기나 실링가스 유입을 원천적으로 차단하기 위해서 본 발명에 따른 세라믹 실링제를 연속주조 장치에 적용함으로써 제품의 표면 결함을 제거하고, 실수율을 향상시킬 수 있을 것으로 기대된다.
상술한 바에 있어서, 본 발명의 예시적인 실시예들을 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 다음에 기재하는 청구범위의 개념과 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변경 및 변형이 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
턴디시: 10 슬라이딩 게이트: 20
실링홈: 25 세라믹 실링제: 25a
침지노즐: 30 몰드: 40

Claims (17)

  1. (A) 알루미나 시멘트 분말; 및
    (B) 융점이 900℃ 이하인 저융점 세라믹 분말;을 포함하는 연속주조 장치용 세라믹 실링제로서,
    상기 세라믹 실링제는 600 내지 1,000℃의 융점을 갖는 것인, 세라믹 실링제.
  2. 제1항에 있어서,
    하기 식 (1)로 정의되는 혼합비가 0.5 내지 0.7인, 세라믹 실링제:
    식 (1): B/(A+B)
    상기 식 (1)에서, A는 상기 알루미나 시멘트 분말의 중량% 함량, B는 상기 저융점 세라믹 분말의 중량% 함량을 의미한다.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 세라믹 실링제는 800 내지 980℃의 융점을 갖는 것인, 세라믹 실링제.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 알루미나 시멘트 분말 및 상기 저융점 세라믹 분말은, 각각 독립적으로 0.5 내지 1 mm 범위의 입도를 갖는 것인, 세라믹 실링제.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 알루미나 시멘트 분말은, 12CaO·7Al2O3 결정상을 갖는 CaO-Al2O3계 시멘트 분말인, 세라믹 실링제.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 저융점 세라믹 분말의 융점은 500 내지 900℃인, 세라믹 실링제.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 저융점 세라믹 분말은, B2O3, K2O, Li2CO3, K2CO3, Na2CO3, 또는 CaCO3 중 하나 이상을 포함하는, 세라믹 실링제.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 세라믹 실링제는 바인더를 더 포함하는, 세라믹 실링제.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 세라믹 실링제는 점도가 0.5 내지 5 P인, 세라믹 실링제.
  10. 용강이 수용되는 턴디시;
    상기 턴디시에서 공급되는 용강을 냉각시켜 주편을 주조하는 몰드;
    상기 턴디시 하부에 구비되며, 내부에 용강의 이동 경로인 제1유로가 형성되고, 상기 몰드로 공급되는 용강의 양을 조절하는 슬라이딩 게이트; 및
    상기 슬라이딩 게이트 하부에 구비되며, 내부에 용강의 이동 경로인 제2유로가 형성되어 상기 몰드에 용강을 공급하는 침지노즐;을 포함하고,
    상기 슬라이딩 게이트는, 상기 침지노즐의 상부면과 접촉되는 상기 슬라이딩 게이트의 하부면에 상기 제1유로의 외측을 둘러싸도록 형성되는 하나 이상의 실링홈을 포함하며,
    상기 하나 이상의 실링홈 중 적어도 하나 이상의 내부에 600 내지 1,000℃의 융점을 갖는 세라믹 실링제가 충진되는 것을 특징으로 하는, 연속주조 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 실링홈에 실링가스를 공급하기 위한 실링가스 주입로를 더 포함하는 연속주조 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 하나 이상의 실링홈은,
    상기 실링가스 주입로가 연결되는 제1실링홈을 포함하고,
    상기 제1실링홈 내부에 상기 세라믹 실링제가 충진되는 것을 포함하는, 연속주조 장치.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 하나 이상의 실링홈은,
    상기 실링가스 주입로가 연결되는 제1실링홈; 및
    상기 제1실링홈과 상기 제1유로 사이에 형성되며, 내부에 상기 세라믹 실링제가 충진되는 제2실링홈;을 포함하는, 연속주조 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 하나 이상의 실링홈은,
    상기 제1실링홈의 외측을 둘러싸도록 형성되며, 내부에 상기 세라믹 실링제가 충진되는 제3실링홈;을 추가 포함하는, 연속주조 장치.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 세라믹 실링제는, 알루미나 시멘트 분말; 및 융점이 500 내지 900℃ 이하인 저융점 세라믹 분말;을 포함하며,
    하기 식 (1)로 정의되는 혼합비가 0.5 내지 0.7인 것인, 연속주조 장치:
    식 (1): B/(A+B)
    상기 식 (1)에서, A는 상기 알루미나 시멘트 분말의 중량% 함량, B는 상기 저융점 세라믹 분말의 중량% 함량을 의미한다.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 알루미나 시멘트 분말은, 12CaO·7Al2O3 결정상을 갖는 CaO-Al2O3계 시멘트 분말을 포함하는 것이고,
    상기 저융점 세라믹 분말은, B2O3, K2O, Li2CO3, K2CO3, Na2CO3, 또는 CaCO3 중 하나 이상을 포함하는 것인, 연속주조 장치.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 세라믹 실링제는, 바인더를 더 포함하며, 점도가 0.5 내지 5 P인, 연속주조 장치.
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