KR900007115B1 - 주조용 노즐 및 그 제조방법 - Google Patents

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내용 없음.

Description

주조용 노즐 및 그 제조방법

제1도는 본 발명 주조용 노즐의 구조설명도.

제2도 내지 제5도는 그 주조용 노즐의 제조공정도.

제6도는 다른 실시예에 있어서의 주조용 노즐.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 내벽부재 2 : 외벽부재

3 : 중공실 4 : 그물모양(絿耕犬)의 작은구멍(細孔)

5 : 토출구멍 6 : 가스취입용소켓

7 : 보호층 8 : 왁스

9 : 구멍 10 : 가이드통

11 : 심봉(芯捧) 12 : 고무형

15 : 가스도입로 16 : 단부

17 : 절결부

본 발명은 비금속 개재물에서 기인하는 폐색을 방지하기 위한 가스 취입구조를 갖는 구조용 침지노즐, 롱노즐 등의 주조용 노즐 및 그 제조방법에 관한 것이다.

근년, 강등의 용융금속의 연속주조에 있어서, 알루미나등 비금속 개재물의 노즐주출구멍(pouring hole,7主出孔)에의 부착에 기인하는 노즐 폐색의 방지를 목적으로 하여, 침지노즐의 통부를 통하여 비활성가스등을 용융금속에 취입하면서 구조하는 주조용노즐이 많이 사용되고 있다

그 일예로서 일본국 특개소 56-102357호 공보에 기재된 침지노즐이 있다.

이것은 노즐 본체의 축선방향으로 환상단면의 가스취입용 중공실을 형성하여, 이 중공실로부터 가스를 침지노즐의 주출 구멍내를 흐르는 용탕중에 취입하는 구성이다.

그 중공실로부터 취입되는 가스에 의하여, 침지노즐의 내벽에 알루미나 등의 비금속 개재물이 부착하는것을 방지할 수 있다

그러나, 이러한 가스 취입형 주조용 노즐에 있어서도, 비금속 개재물이 토출구부에 부착하는 것에 대하여는 가스 취입에 의한 효과는 불충분하다.

그리고, 이 토출구부에 비금속 개재물이 부착하는 것에 기인하여, 주조용 노즐이 연속주조에 사용되는 회수에 한도가 있다.

그리하여 본 발명은 그 토출구부에 있어서도 비금속 개재물이 부착하는 것을 당해부분에 있어서의 가스취출에 의하여 방지하는 것을 목적으로 하는 것이고, 또 그러한 가스 취출기구도 갖는 주조용노즐을 간단히 제조하는 것을 목적으로 한다.

본 발명 주조용 노즐은 그러한 목적을 달성하기 위하여, 노즐 본체의 축선방향으로 형성한 가스취입용 환상 중공실에 연락하는 그물모양의 가스취입용 작은 구멍을 환상으로 배치하고, 이 그물모양의 작은 구멍을노즐의 토출구에 개구시킨 것을 특징으로 한다

또, 그 그물모양의 작은 구멍은 노즐본체의 내벽부를 형성하는 부재의 일부 외주에 감긴 유기질로 되어있는 선모양의 재료(wire-shaped material)(이하 "선상재(棚犬材)"라 함)가 가열시에 탄화, 휘발 또는 수축함으로써 형성된다.

이 주조용 노즐의 구조를 구체적으로 도시한 것이 제1도이다 주조용 노즐은 주출구멍(A)을 형성하는 내벽 부재(1)와 노즐본체의 외표면을 형성하는 외벽부재(2)와의 사이에 중공실(3)을 설치하고 있다.

이 내벽부재(1)는 상방이 가스투과성의 재료(1a)이고, 하방이 가스불투과성의 재료(1b)로 형성되어 있다

그리고, 가스 불투과성 재료(1b)의 외주에는 중공실(3)에 연통하는 그물모양의 작은 구멍(4)이 형성되어있다. 이 그물모양의 작은 구멍(4)은 주조용 노즐의 하부에 형성된 토출구멍(5)에서 개구하고 있다.

또, 외벽부재(2)에는 가스취입을 위하여 상기 중공실(3)에 연결되는 구멍부가 설치되어, 거기에 가스취입용 소켓(6)이 매설되어 있다 그리고, 슬래그에 의한 주조용 노즐의 침식을 방지하기 위하여, 슬래그 레벨(SL)에 상당하는 위치의 외벽부재(2)에 보호층(7)을 설치하고 있다.

이 노즐에 취입된 비활성 가스등의 일부는 중공실(3)의 내측벽을 구성하는 가스투과성 재료(la)를 관통하여 주출구멍(A)내에는 취입되어, 주출구멍(A)내벽에 알루미나 등의 비금속 개재물이 부착되는 것을 방지한다.

또, 취입된 가스의 일부는 중공실에 연통하는 그물모양의 작은 구멍(4)을 통하여, 토출구멍(5)의 내벽의 전주(全周)에 분포하는 가는 구멍의 개구부로부터 분출되어, 이 토출구멍(5)에 비금속 개재물이 부착하는것을 방지한다.

토출구멍(5)의 내벽전주에 걸쳐서 미세한 그물모양의 작은 구멍이 설치되어 있으므로, 토출구멍(5) 내벽의 전주에서 가스가 미세한 기포로 분출하여, 용융금속의 흐름을 타고 토출구벽을 씻어낸다.

이에 의하여 토출구멍(5)은 비금속 개재물의 부착으로 부터 보호된다

이 경우, 그물모양의 작은구멍에 대향하여 토출구멍(5)이 천공되므로, 미세한 작은 구멍을 소기의 위치에 정확히 용이하게 형성할 수 있다.

또한, 그물모양의 작은 구멍을 다층으로 하여, 천공된 토출구멍(5)의 내주면에 그물모양의 작은구멍의 개구부가 복수열로 나란히 되도록 하여도 좋다

따라서, 상기 토출구멍부의 가스취입을 미세하고도 균일하게 행할 수 있으므로, 토출구멍(5)의 폐색방지는 보다 유효하게 한다.

그리고, 주출구멍(A)의 내벽에의 부착이 다른 방법, 예컨대 상부노즐로부터의 가스취입등에 의하여 회피할 수 있는 경우에 있어서는 환상 단면에 배치된 그물모양으로 연결한 가스취입용 작은구멍만을 설치하는것에 의하여도 토출 구멍벽에의 알루미나 등의 부착만을 방지할 수도 있다.

이 경우의 그물모양으로 연결한 가스취입용 작은구멍의 내측재는 카스투과체 또는 본체성형체(가스불투과체)중 어느 것이라도 좋다.

또, 그물모양의 작은구멍의 토출구멍 벽측 선단에 다공질체를 부착하고, 이 다공질체를 통하여 토출구멍의 내부로 가스취입이 행하여지도록 할 수도 있다.

또한, 이 경우, 중공실(3)을 생략하고, 그물모양의 작은구멍을 통하여 가스취입용 소켓(6)을 토출구멍(5)에 연결하는 방법도 채용할 수 있다.

(실시예 1)

제2도는 본 실시예의 침지노즐을 제조하는 방법을 공정순으로 도시한 것이다.

예비성형된 원통형의 가스투과성 재료(1a)의 전길이의 약 반에 걸쳐, 그 외주전체의 직경에 0.2mm의 유기질의 선상재로 된 간격눈이 5mm인 그물(4a)을 덮어씌우거나 또는 감아붙인다(제2도 b).

이 가스투과성 재료(la)의 나머지 반의 외주전체에, 왁스와 그물의 경계가 겹치도록 소정두께의 왁스(8)를 도포한 후 (제2도 c), 주출구멍을 형성하는 심금(芯金, core metal)의 소정위치에 망상물(4a)을 위로하여 고정하고, 본체를 형성하는 고무형을 덮어 씌워, 이 고무형과 가스투과성 재료(la) 및 심금과의 공간에 노즐본체를 형성하는 알루미나 혹연으로 된 주조용 혼합내화물과 파우더부를 강화하기 위한 지르코니아혹연으로 된 주조용 혼합내화물을 투입하고, 덮개를 씩워 밀봉한 후, 러버프레스에 의하여 가압성형하였다.

본 성형체를 환원 소성하여 노즐소재를 얻었다(제2도d).

이 노즐소재의 외주 및 전길이를 소정의 치수로 가공한 후, 그물모양의 작은 구멍부를 형성한 부분에 토출구멍(5)올 뚫고 (제2도 e), 왁스를 도포하여 제작한 중공실(3)에 연결되도록 구멍(9)을 설치하고 (제2도 f), 이 구멍(9)에 가스 취입용 소켓(6)을 묻어 침지노즐을 얻었다.

이 침지노즐을 강의 연속 주조에 제공하였던 바, 총량 675톤의 강의 주조에 제공되어 주입작업에 저장을 초래하는 일없이 주조할 수 있었고, 사용후의 노즐의 토출부의 부착물은 종래의 약 1/3로 감소되어 있는 것을 확인할 수 있었다. 이에 대하여 종래의 침지노즐에서는 토출부의 노즐 폐색에 의하여 540튼에서 주조불능이 되었다.

[실시예 2]

제3도는 본 실시예의 침지노즐의 제조공정을 도시한 것이다. 직경 0.3mm의 천연섬유로 된 간격눈이 7mm인 그물(4a)을 원통형으로 보형하기 위한 가이드통(10)에 덮어 씌웠다(제3도 a).

이 가이드통(10)을 가이드통이 주출구멍 중심축과 편심되는 것을 방지하기 위한 가이드통 받침(도시하지않음)과 함께 주출구멍을 형성하는 심봉(11)에 부착하고, 미리 세트한 본체 성형용 고무형(12)의 공간에 알루미나 흑연으로 된 주조용 혼합내화물(l3) 및 지르고니아 혹연으로 된 주조용 혼합내화물(14)을 소정량·소정부위에 투입하여 (제3도 b), 층전한 후 가이드통 받침을 빼고, 이어서 심봉(11)과 가이드통(10)의 사이의 공간에 알루미나 혹연으로 된 주조용 혼합내화물을 다시 투입하여 충전한 후, 원통형의 그물(4a)을남긴채 가이드통(10)을 빼고 덮개를 씌운 다음에 밀봉하여 러버프레스로써 가압성형하였다(제3도 c).

이 성형체를 환원소성한 후, 외주 및 전길이를 가공하여 (제3도 d), 노즐의 플랜지하에 그물모양의 작은 구멍에 도달하도륵 구멍(9)을 설치하고, 가스취입용 금속소켓을 매설했다. 또, 그물모양의 작은 구멍의 설치부위의 소정위치에 토출구멍(5)을 뚫어 침지노즐을 얻었다(제3도 e).

본 노즐을 사용하여 상부 노즐로부터 폐색방지용 비활성 가스를 취입하면서 주조를 행하였다.

이 결과, 종래 900톤에서 토출부폐색에 의하여 주조작업에 지장을 초래한 경우가 있었으나, 본 노즐에서는 총량 1050톤의 주조작업에서 아무런 장해도 주지 않았다.

[실시예 3]

제4도는 본체를 형성하는 알루미나 혹연재질로 미리 통모양으로 성형한 내통내벽부재(1)의 일부에 직경 0.3mm의 폴리에틸렌의 선상재로 된 간격눈이 6mm인 원통형의 그물(4a)을 덮어 씌워, 이 망상물(4a)에 연결되도록 폭 30mm, 두께 1mm의 왁스(8a)를 플랜지 하부까지 도포하였다.

이에 의하여, 망상물(4a)에의 가스도입로(15) 형성부가 설치되었다(제4도 b).

이 통상체를 주출구멍 성형용 심금의 소정위치에 고정한 후, 본체를 성형하는 고무형을 덮어 씌우고, 본체 및 파우더 라인부 강화부를 형성하는 알루미나 혹연으로 된 주조용 혼합내화물과 지르코니아 흑연으로된 주조용 혼합내화물을 투입하여 층전한 후, 덮개를 씌워 밀봉한 다음, 러버프레스에 투입하여 가압 성형하었다.

본 노즐을 코오크스에 묻어 환원 소성한 후, 노즐의 외주 및 전체길이를 소정치수로 가공한 후(제4도b), 망상물에 의하여 성형된 그물모양의 작은구멍부에 토출구멍(5)을, 또한 왁스에 의하여 형성된 가스도입로(15)에 연결되도록 작은 구멍을 각각 뚫었다(제4도 c).

가스도입로(15)의 일단에 설치한 구멍(9)에는 가스취입관을 접속하는 금속 소켓(6)을 매설하여 침지노즐을 얻었다. 아렇게 제조된 침지노즐은 통상 120톤 주조하면 노즐토출 구멍부의 폐색을 일으키는 블루움의 연속주조에 있어서, 180톤의 주조를 행한 경우에도 토출구멍의 폐색을 하등 일으키는 일없이 주조하는 것이 가능하게 되었다.

[실시예 4]

이상의 실시예 1 내지 3에서는, 토출구멍을 주조용 노즐의 축심과 대략 직각방향으로 설치하고 있으나,이에 구애되지 않고 침지노즐의 주출구멍을 연장한 것을 토출구멍으로 하여도 좋다.

제5도는 이 축심에 따라 토출구멍을 설치한 예를 도시하고 있다. 즉, 주출구멍을 중심으로 하여 내벽부재(1), 그물모양의 작은 구멍(4) 및 의벽부재(2)를 차례로 적층한 통상체를 그 단부(16)에서 절단하여, 그물모양의 작은 구멍(4)으로 둘러싸고 토출구멍(5)을 개구시킨다.

본 발명에 있어서 사용하는 작은 구멍형성재료로서는, 소성에 의하여 단화, 휘발 또는 수축함으로써 공간이 생기는 물질로 된 망상물이 사용된다.

예컨대, 천연섬유, 유기섬유, 폴리에틸렌, PVA, 염화비닐 등 유기 화학물질, 페놀수지, 프란수지 등의 선상재가 사용된다.

이 작은 구멍형성재료는 섬유상 물질을 크로스 또는 井자 모양으로 편성하거나, 발모양으로 조합한 망상체로서 사용된다. 또, 이 망상체를 층상으로 접어서 겹쳐 사용할 수도 있다.

한편, 중공실 성형재료로서는, 마분지, 천, 화지 등의 유기 섬유로 된 통모양, 판자모양의 물질, 또는 왁스, 고무, 아크릴 수지, 폴리에틸렌, 염화비닐, 스티렌 등의 유기 화학물질로 된 통모양, 판자모양물의 물질등이 있다.

또, 이들의 유기섬유 또는 유기화합물질을 미리 성형한 가스 투과체 재질 또는 본체재질로서 이리 성형한 원통체에 도포하거나 또는 감아서 붙여도 좋다.

혹은 내벽부재에 덮어 씌운 작은 구멍형성재료에 대하여 소성, 가연 등의 처리를 함으로써 중공실에 상당하는 슬릿을 형성할 수도 있다.

또한, 실시예에서는 소성체의 예를 들었으나, 불소성체에도 적용할 수도 있고, 이 경우 저온열처리에 의하여 유기질의 선상재부분을 통기성의 구멍부로 한다.

또한, 상기의 실시예에 있어서는 다만 그물 모양의 작은 구멍(4)를 설치한 경우를 설명하였으나, 이 그물모양의 작은 구멍(4)을 통과하는 가스의 분포상태를 제어하도록 한것같은 수단을 강구하여도 좋다.

예컨대, 제6도에 도시한 침지노즐에 있어서는 토출구멍(5)의 상부에 해당하는 부분의 절결부(17)가 형성된 망상물(4a)을 사용하고 있다.

이 절결부(17)에 의하여 이 부분의 가스통로가 차단되어, 도출구멍(5)상부로부터의 가스분출이 없어진다. 이 상부로부터의 가스분출을 완전히 없애려면, 토출구멍부에 걸쳐 절결부를 형성한 망상물로 하면 좋다. 이와같이 하여, 가스분출구멍을 임의의 개소에 형성할 수 있다. 이에 대신하여, 토출구멍(5)의 상부에는 거친눈(粗目)의 그물모양의 유기질 선상재를, 그 아래쪽에는 가는눈(細目)의 그물모양의 유기질 선상재를 배치하고, 혹은 유기질 선상재 자체의 직경을 토출구멍 상부는 가늘게, 그 아래쪽은 굵게 함으로써도 동일하게 가스의 분출개소나 유량을 제어할 수 있다. 이에 의하여, 토출구멍 주위로부터의 가스분출상태를 균일하게 하거나, 임의로 제어할 수 있다.

따라서, 용탕 압력에 차가 있어도 해가없이 바람직한 상태를 얻을 수 있다.

이상으로 설명한 바와같이, 본 발명에 의하면 주조용 노즐의 토출구멍에 가스취입용중공실로부터 연이어 존재하는 그물모양으로 연결한 작은 구멍의 개구부를 임하도록 하고 있으므로, 그 토출구멍이 알루미나 등의 비금속 개재물에 의하여 폐색하는 일이 없다.

또, 그 그물모양으로 연결한 작은 구멍은 가열시에 있어서의 유기질 선상재의 탄화, 휘발 또는 수축에 의하여 용이하게 성형할 수 있다.

Claims (2)

1. 금속용탕의 주출구멍을 획성하는 내벽부재와 노즐본체의 외표면을 형성하는 외벽부재의 사이에 중공실이 설치되어 있고, 상기 내벽부재는 상방이 가스투과성 재료로, 하방이 가스 불투과성 재료로 형성되어 있고, 동 가스불투과성재료의 외주에는 중공실에 연통하는 그물모양의 작은 구멍이 형성되어 있고, 동 그물모양의 작은 구멍은 주조용 노즐의 하부에 형성된 토출구멍에서 개구되어 있고, 상기 의벽부재에는 가스취입을 위해 상기 중공실로 이어지는 구멍부가 설치되어 거기에 가스취입용 소켓이 매설되어 있는 것을 특징으로 하는 주조용 노즐.
2. 노즐 본체의 축선방향으로 형성한 가스취입용 환상 중공실에 연속하는 상태로 유기질의 선모양의 재료로 된 망상체를 미소성의 노즐본체에 내장시키고, 노즐본체를 가열하여 상기 유기질의 선모양의 재료를 탄화, 휘발 또는 수축 시킴으로써, 그물모양의 작은 구멍을 형성한 후, 그 그물모양의 작은 구멍이 개구하는 토출구멍을 노즐 본체에 형성하는 것을 특징으로 하는 주조용 노즐의 제조방법.

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