JP6938788B2 - 連続鋳造用コレクタノズル - Google Patents

Description

本発明は、連続鋳造用コレクタノズルに関し、より詳細には、コレクタノズルと向かい合うシュラウドに地金が付着するのを防止する連続鋳造用コレクタノズルに関する。

一般的に、連続鋳造機は、製鋼炉で生産されてラドル（ｌａｄｌｅ）に移送された溶鋼をタンディッシュ（ｔｕｎｄｉｓｈ）に受けてから連続鋳造機用鋳型に供給して鋳物を生産する設備であり、ラドルからタンディッシュへの溶鋼の流動のためには、ラドルに結合されるコレクタノズルと、タンディッシュの上側に設けられるシュラウドノズルとが用いられる。

本発明の背景技術は、大韓民国登録特許公報第１０−１７９０００２号（２０１７年１０月１９日登録、発明の名称：ノズル、これを備える連続鋳造装置および連続鋳造方法）に開示されている。

本発明の一実施形態によれば、コレクタノズルと向かい合うシュラウドに地金が付着するのを防止する連続鋳造用コレクタノズルを提供する。

本発明に係る連続鋳造用コレクタノズルは、シュラウドノズルに向かって延び、内側には溶鋼の移動通路が具備されるノズルボディ部と、ノズルボディ部の側面を取り囲む第１ケース部と、金属成分を含み、第１ケース部に連結され、シュラウドノズルと向かい合うノズルボディ部の出口面をカバーする第２ケース部とを含むことを特徴とする。

また、第１ケース部は、金属成分を含み、第１ケース部と第２ケース部とは、溶接で連結されるか、一体に成形されることを特徴とする。

また、第２ケース部は、出口面の全体をカバーすることを特徴とする。

また、第２ケース部は、出口面の周縁をカバーすることを特徴とする。

また、本発明は、第２ケース部の下側に複数の突起部材が延びる突出部をさらに含むことを特徴とする。

また、突出部は、第２ケース部の円周方向に沿ってジグザグ状に配列されることを特徴とする。

また、突出部は、斜線方向に傾斜して設けられることを特徴とする。

また、突出部は、金属成分を含むことを特徴とする。

本発明に係る連続鋳造用コレクタノズルは、ノズルボディ部の下側に金属成分を含む第２ケース部が設けられ、ノズルボディ部とシュラウドノズルとの間で発生した地金が第２ケース部に付着して自動的に除去されるので、維持補修費用を節減することができる。

本発明の一実施形態に係る連続鋳造用コレクタノズルが設けられた状態を概略的に示す図である。 本発明の一実施形態に係る連続鋳造用コレクタノズルの断面図である。 本発明の一実施形態に係る連続鋳造用コレクタノズルとシュラウドノズルとの間に地金が発生した状態を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る第２ケース部に地金が付着した状態を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る第２ケース部に突出部が追加的に設けられた状態を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る突出部が第２ケース部に沿ってジグザグ状に設けられた状態を示す底面図である。 本発明の一実施形態に係る突出部が傾斜して設けられた状態を示す断面図である。 本発明の他の実施形態に係る第２ケース部の設置状態を示す断面図である。 本発明の他の実施形態に係る第２ケース部に突出部が設けられた状態を示す断面図である。 本発明の他の実施形態に係る突出部が第２ケース部に沿ってジグザグ状に設けられた状態を示す底面図である。 本発明の他の実施形態に係る突出部が傾斜して設けられた状態を示す断面図である。

以下、添付した図面を参照して、本発明の一実施形態に係る連続鋳造用コレクタノズルを説明する。この過程で、図面に示された線の厚さや構成要素の大きさなどは、説明の明瞭性と便宜上誇張されて示されていることがある。

また、後述する用語は、本発明における機能を考慮して定義された用語であって、これは、使用者、運用者の意図または慣例によって異なる。そのため、このような用語に関する定義は、本明細書全般にわたる内容に基づいて行われなければならない。

図１は、本発明の一実施形態に係る連続鋳造用コレクタノズルが設けられた状態を概略的に示す図であり、図２は、本発明の一実施形態に係る連続鋳造用コレクタノズルの断面図であり、図３は、本発明の一実施形態に係る連続鋳造用コレクタノズルとシュラウドノズルとの間に地金が発生した状態を示す断面図であり、図４は、本発明の一実施形態に係る第２ケース部に地金が付着した状態を示す断面図であり、図５は、本発明の一実施形態に係る第２ケース部に突出部が追加的に設けられた状態を示す断面図であり、図６は、本発明の一実施形態に係る突出部が第２ケース部に沿ってジグザグ状に設けられた状態を示す底面図であり、図７は、本発明の一実施形態に係る突出部が傾斜して設けられた状態を示す断面図である。

図１〜図４に示されるように、本発明の一実施形態に係る連続鋳造用コレクタノズル１は、シュラウドノズル３０に向かって延び、内側には溶鋼１５の移動通路４２が具備されるノズルボディ部４０と、ノズルボディ部４０の側面を取り囲む第１ケース部５０と、金属成分を含み、第１ケース部５０に連結され、シュラウドノズル３０と向かい合うノズルボディ部４０の出口面４６をカバーする第２ケース部６０とを含むことを特徴とする。

連続鋳造（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｃａｓｔｉｎｇ）は、溶融金属を底のないモールド（Ｍｏｌｄ）で凝固させながら連続的に鋳片または鋼塊（Ｓｔｅｅｌ Ｉｎｇｏｔ）を引き出す鋳造法である。連続鋳造は、正方形、長方形または円形などの単純な断面形の長い製品と、主に圧延用素材であるスラブ、ブルームまたはビレットを製造するのに用いられる。このような連続鋳造にはラドル（Ｌａｄｌｅ）１０とタンディッシュ（Ｔｕｎｄｉｓｈ）２０とを含む。

ラドル１０は、精錬工程により鋼成分の含有量が組成された溶鋼１５が収容される内側空間が具備される。そして、タンディッシュ２０は、ラドル１０から溶融金属を受けてモールド（Ｍｏｌｄ）に溶融金属を供給する。ラドル１０は、一対で備えられ、交互に溶鋼１５を受けてタンディッシュ２０に溶鋼１５を供給する。

溶鋼１５のラドル１０からタンディッシュ２０への移動を案内するためにシュラウドノズル３０と連続鋳造用コレクタノズル１とが用いられる。連続鋳造用コレクタノズル１はラドル１０に連結され、連続鋳造用コレクタノズル１の下側にシュラウドノズル３０が設けられる。

ラドル１０にある溶鋼１５が連続鋳造用コレクタノズル１とシュラウドノズル３０とを通してタンディッシュ２０に移動する構成は公知の構成であるので、これに関する詳細な説明は省略する。また、シュラウドノズル３０がタンディッシュ２０の上側に立てられた状態で設けられる構成も公知の構成であるので、これに関する詳細な説明は省略する。

一実施形態に係るシュラウドノズル３０は、上下方向に延び、内側には溶鋼１５の移動する通路が具備されるシュラウドボディ３２と、シュラウドボディ３２の上側で外側に向かって傾斜して広がる案内部材３４とを含む。このようなシュラウドノズル３０は、耐火物で作られ、溶鋼１５の移送案内時に酸化を防止する。

ノズルボディ部４０は、シュラウドノズル３０に向かって延び、内側には溶鋼１５の移動通路４２が具備される。ノズルボディ部４０の上側はラドル１０に連結され、下側はシュラウドノズル３０の案内部材３４の内側に位置する。

ノズルボディ部４０は、上下方向に延び、ノズルボディ部４０の下部側面には外側傾斜面４４が備えられる。外側傾斜面４４が備えられたノズルボディ部４０は、下側へいくほど外径が次第に小さくなる。ノズルボディ部４０の下部に備えられた外側傾斜面４４と、シュラウドノズル３０の案内部材３４の内側に備えられた傾斜面の傾斜角度が同一であるか類似する。したがって、ノズルボディ部４０が案内部材３４に沿って下側への移動が案内されるので、ノズルボディ部４０とシュラウドノズル３０との連結が迅速かつ容易に行われる。

ノズルボディ部４０の下端にはリング状の出口面４６が水平方向に形成され、第２ケース部６０は、出口面４６をすべてカバーするか、周縁４８部分のみカバーするなどの多様な変形が可能である。

第１ケース部５０は、ノズルボディ部４０の側面を取り囲む形状に設けられる。そして、第２ケース部６０は、金属成分を含み、第１ケース部５０に連結され、シュラウドノズル３０と向かい合うノズルボディ部４０の出口面４６の下部をすべてカバーする。

第１ケース部５０は、ノズルボディ部４０の側方向の外側面を覆う形状に設けられ、第２ケース部６０は、ノズルボディ部４０の下端に備えられた出口面４６を覆う形状に設けられる。そして、第１ケース部５０と第２ケース部６０とは、溶接で連結されるか、一体に成形される。

また、ノズルボディ部４０は、セラミックのような耐火物で作られ、第１ケース部５０と第２ケース部６０は、金属成分を含む。したがって、連続鋳造用コレクタノズル１とシュラウドノズル３０との間で発生した地金１７は、金属成分を含む第２ケース部６０に付着する。

第２ケース部６０が出口面４６の全体をカバーするので、連続鋳造用コレクタノズル１とシュラウドノズル３０との間で発生した地金１７が第２ケース部６０に付着する。ノズルボディ部４０の移動通路４２を通して下側に移動する溶鋼の温度は１５５０℃前後であり、連続鋳造用コレクタノズル１が下降してシュラウドノズル３０と向かい合う状態で、第２ケース部６０の温度は１０００℃〜１４００℃に加熱される。したがって、鉄を含む第２ケース部６０の一部が溶けた状態で、地金１７が第２ケース部６０に接着される。

一方、第１ケース部５０の外側は、案内部材３４の内側面に接した状態で設けられるので、気体を含む流体が案内部材３４と第１ケース部５０との間に移動することを遮断する。したがって、案内部材３４と第１ケース部５０との間に流体の移動を遮断するための別のシーリング部材の設置が省略されるので、設置費と維持補修費用を節減することができる。

第１ケース部５０と案内部材３４のシーリング機能を向上させるために、第１ケース部５０の外側面と案内部材３４の内側面の傾斜角度は、誤差範囲以内で同一であるか類似するので、第１ケース部５０と案内部材３４の面接触を誘導してシーリング機能を向上させることができる。

第１ケース部５０と第２ケース部６０は、金属成分を含む材質からなる。あるいは、第２ケース部６０のみ金属成分を含む材質からなり、第１ケース部５０は、第２ケース部６０に比べて金属成分が少ないか、金属成分を含まない材質からなってもよい。

ノズルボディ部４０の下端を取り囲み、水平方向に設けられる第２ケース部６０がシュラウドノズル３０の内側に位置する時、第２ケース部６０と案内部材３４との間には、地金１７が形成されるための空間が具備される。したがって、第２ケース部６０とシュラウドノズル３０の案内部材３４との間に形成された地金１７が、上側に位置した第２ケース部６０に容易に付着できる。一実施形態に係る第２ケース部６０は、地金１７の付着用に用いられ、シュラウドノズル３０と第２ケース部６０との間に形成された地金１７の付着が容易に行われるための技術思想内で多様な形状と材質に変形可能である。

もし、シュラウドノズル３０に地金１７が付着した場合、シュラウドノズル３０に付着した地金１７を除去するために、溶鋼１５からシュラウドノズル３０を引き出して酸素洗浄作業を実施しなければならないので、生産工程の中断により生産性が低くなる。また、シュラウドノズル３０から除去された地金１７がタンディッシュ２０に落下して溶鋼１５の品質が低下し、高温の環境で作業しなければならないので、作業安全性が低下する問題点がある。

そして、タンディッシュ２０にある溶鋼１５の表面にスラグが浮いている状態で、地金１７の除去のために酸素洗浄を行ったシュラウドノズル３０を再度タンディッシュ２０に設ける時、溶鋼１５内に空気が流入し、溶鋼１５に浮いているスラグも溶鋼１５と混ざり合って溶鋼１５の品質が低下する問題点もある。

しかし、本発明の一実施形態に係る連続鋳造用コレクタノズル１は、シュラウドノズル３０に地金１７が付着せず、連続鋳造用コレクタノズル１の第２ケース部６０に付着してシュラウドノズル３０の上側に移動する。したがって、シュラウドノズル３０から地金１７を除去するための酸素洗浄作業を実施しなくてもよいし、シュラウドノズル３０がタンディッシュ２０の上側に立てられた状態で使用し続けることができる。したがって、シュラウドノズル３０の洗浄時に発生しうる作業安全性の低下と、溶鋼１５の品質低下および生産性が低下する現象を防止することができる。

一般的に、連続鋳造用コレクタノズル１は、１回使用後の再使用が不可であり、シュラウドノズル３０は、引き続き再使用が可能な部品である。したがって、１回使用後に廃棄される連続鋳造用コレクタノズル１の第２ケース部６０に地金１７を付着させてシュラウドノズル３０に地金１７が付着することを最小化するので、シュラウドノズル３０がタンディッシュ２０に設けられる状態を引き続き維持させることができ、シュラウドノズル３０の脱着周期を伸ばすことができる。
そして、連続鋳造用コレクタノズル１が上昇する時、第２ケース部６０に地金１７が付着した状態でともに上昇するので、地金１７がシュラウドノズル３０から除去される動作が安定して行われる。

図５に示されるように、一実施形態に係る連続鋳造用コレクタノズル１は、第２ケース部６０の下側に複数の突起部材７２が延びる突出部７０をさらに含む。第２ケース部６０の下側に突出した突起部材７２は、複数設けられる。突起部材７２は、第２ケース部６０の下側に突出して地金１７と接する面積を増大させる技術思想内で垂直方向や斜線方向に延びた棒状などの多様な形状からなる。したがって、地金１７との接触面積が増大した突出部７０と第２ケース部６０に地金１７がより容易に付着してシュラウドノズル３０から除去できる。突出部は、金属成分を含むので、第２ケース部６０とともに突出部７０の一部が溶けた状態で、地金１７が第２ケース部６０と突出部に接着される。したがって、連続鋳造用コレクタノズル１とともに上側に移動する地金１７を固定させる面積が増大するので、地金１７が下側に落下して安全事故が発生する可能性を著しく減少させることができる。

本発明の一実施形態に係る突出部７０は、複数の突起部材７２が第２ケース部６０の下側に延びる形状に設けられ、図６に示されるように、第２ケース部６０の円周方向に沿って突出部７０の突起部材７３がジグザグ状に配列されてもよい。突起部材７３がジグザグ状に沿って第２ケース部６０に連結されるので、隣り合う突起部材７３間の間隔を容易に確保することができる。したがって、少数の突起部材７３を設けた状態でも地金１７の付着および移動が容易に行われる。

あるいは、図７に示されるように、突出部７０の突起部材７４は、斜線方向に傾斜して設けられてもよい。したがって、突起部材７４と第２ケース部６０に付着した地金１７を上側に持ち上げる作業の途中に地金１７が下側に落下するのを防止して安全事故の発生の可能性を著しく減少させることができる。

以下、添付した図面を参照して、本発明の一実施形態に係る連続鋳造用コレクタノズル１の作動状態を詳細に説明する。

図１に示されるように、ノズルボディ部４０の外側に第１ケース部５０と第２ケース部６０とが設けられた状態で、シュラウドノズル３０の上側に連続鋳造用コレクタノズル１が位置する。ラドル１０の内側にある溶鋼１５は、連続鋳造用コレクタノズル１とシュラウドノズル３０とを通してタンディッシュ２０に移動する。

この時、図３に示されるように、第２ケース部６０と案内部材３４との間には溶鋼１５の凝固した地金１７が発生し、このような地金１７は表面の溶けている第２ケース部６０に付着する。したがって、溶鋼１５の移動作業が完了した後、連続鋳造用コレクタノズル１とシュラウドノズル３０が分離される時、地金１７が第２ケース部６０に付着してシュラウドノズル３０から除去される。

あるいは、図５〜図７に示された第２ケース部６０の下側に突出部７０が追加的に設けられた場合、地金１７は、突出部７０と第２ケース部６０に同時付着した状態で、連続鋳造用コレクタノズル１とともに上側に移動してシュラウドノズル３０に地金が付着する現象を防止することができる。

以下、図面を参照して、本発明の他の実施形態に係る連続鋳造用コレクタノズル1を説明する。

説明の便宜のために、本発明の一実施形態と構成および作用が同一である構成要素については同一の参照番号で引用し、これに関する詳細な説明は省略する。

図８は、本発明の他の実施形態に係る第２ケース部の設置状態を示す断面図であり、図９は、本発明の他の実施形態に係る第２ケース部に突出部が設けられた状態を示す断面図であり、図１０は、本発明の他の実施形態に係る突出部が第２ケース部に沿ってジグザグ状に設けられた状態を示す底面図であり、図１１は、本発明の他の実施形態に係る突出部が傾斜して設けられた状態を示す断面図である。

本発明の他の実施形態に係る連続鋳造用コレクタノズル1に備えられた第２ケース部６５は、図８に示されるように、出口面４６の周縁４８をカバーする。第２ケース部６５が出口面４６の全面積をカバーできなくても、水平方向に設けられた第２ケース部６５が連続鋳造用コレクタノズル１とシュラウドノズル３０との間に形成された地金１７と接する部分があるので、地金１７が第２ケース部６５に容易に付着できる。

また、図９に示されるように、本発明の他の実施形態に係る第２ケース部６５に突起部材８２を備えた突出部８０がさらに設けられてもよいし、この場合にも、地金１７が連続鋳造用コレクタノズル１に容易に付着できる。

本発明の他の実施形態に係る突出部８０は、複数の突起部材８２が第２ケース部６５の下側に延びる形状に設けられてもよいし、図１０に示されるように、第２ケース部６５の円周方向に沿って突出部８０の突起部材８３がジグザグ状に配列されてもよい。突起部材８３がジグザグ状に沿って第２ケース部６５に連結されるので、隣り合う突起部材８３間の間隔を容易に確保することができる。したがって、少数の突起部材８３を設けた状態でも地金１７の付着および移動が容易に行われる。

あるいは、図１１に示されるように、突出部８０の突起部材８４は、斜線方向に傾斜して設けられてもよい。したがって、突起部材８４と第２ケース部６５に付着した地金１７を上側に持ち上げる作業の途中に地金１７が下側に落下するのを防止して安全事故の発生の可能性を著しく減少させることができる。

上述のように、本発明によれば、ノズルボディ部４０の下側に金属成分を含む第２ケース部６０、６５が設けられ、ノズルボディ部４０とシュラウドノズル３０との間で発生した地金１７が第２ケース部６０、６５に付着して自動的に除去されるので、維持補修費用を節減することができる。また、本発明は、第２ケース部６０、６５に突出部７０、８０が追加的に設けられ、地金１７の付着を誘導するので、シュラウドノズル３０から地金１７を除去する作業の途中に地金１７が下側に落下して安全事故が発生するのを防止することができる。

本発明は、図面に示された実施例を参照して説明されたが、これは例示的なものに過ぎず、当該技術の属する分野における通常の知識を有する者であれば、これから多様な変形および均等な他の実施例が可能であるという点を理解するであろう。したがって、本発明の真の技術的保護範囲は以下の特許請求の範囲によって定められなければならない。

Claims (7)

1. シュラウドノズルに向かって延び、内側には溶鋼の移動通路が具備されるノズルボディ部と、
   前記ノズルボディ部の側面を取り囲む第１ケース部と、
   金属成分を含み、前記第１ケース部に連結され、前記シュラウドノズルと向かい合う前記ノズルボディ部の出口面をカバーする第２ケース部とを含み、
   前記第２ケース部の下側に複数の突起部材が延びる突出部をさらに含むことを特徴とする連続鋳造用コレクタノズル。
2. 前記第１ケース部は、金属成分を含み、前記第１ケース部と前記第２ケース部とは、溶接で連結されるか、一体に成形されることを特徴とする請求項１に記載の連続鋳造用コレクタノズル。
3. 前記第２ケース部は、前記出口面の全体をカバーすることを特徴とする請求項１又は２に記載の連続鋳造用コレクタノズル。
4. 前記第２ケース部は、前記出口面の周縁をカバーすることを特徴とする請求項１又は２に記載の連続鋳造用コレクタノズル。
5. 前記突出部は、前記第２ケース部の円周方向に沿ってジグザグ状に配列されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の連続鋳造用コレクタノズル。
6. 前記突出部は、斜線方向に傾斜して設けられることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の連続鋳造用コレクタノズル。
7. 前記突出部は、金属成分を含むことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の連続鋳造用コレクタノズル。

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