KR20100057095A - Immersion nozzle and method of continuous casting - Google Patents

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KR20100057095A
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사토루 이토
신이치 후쿠나가
마사하루 사토
다이지로 마쓰이
미네오 니이쓰마
도모히데 다케우치
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신닛뽄세이테쯔 카부시키카이샤
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Abstract

An immersion nozzle that attains an enhancement of durability; and a method of continuous casting including the step of preheating the immersion nozzle. The immersion nozzle is one for use in a method of continuous casting for molten metal, characterized in that it consists of a refractory containing free carbon and any of magnesia, spinel, dolomite clinker, magnesia/spinel mixture and magnesia/ dolomite clinker mixture, and that it is preheated by high-frequency induction heating.

Description

침지 노즐 및 연속 주조 방법 {IMMERSION NOZZLE AND METHOD OF CONTINUOUS CASTING}Immersion nozzle and continuous casting method {IMMERSION NOZZLE AND METHOD OF CONTINUOUS CASTING}

본 발명은 용융 금속의 연속 주조 방법에 사용되는 침지 노즐 및 이 침지 노즐을 예열하는 예열 공정을 포함하는 연속 주조 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a immersion nozzle used in a continuous casting method of molten metal and a continuous casting method including a preheating step of preheating the immersion nozzle.

종래, 용융 금속을 연속적으로 냉각 응고시켜 소정 형상의 주편을 형성하는 연속 주조 방법이 알려져 있고, 이 연속 주조 방법에서는 침지 노즐을 통하여 턴디쉬로부터 몰드(수냉 주형) 내에 용융 금속을 주입하는 주조 공정이 실시된다. Background Art Conventionally, a continuous casting method is known in which molten metal is continuously cooled and solidified to form a slab having a predetermined shape. In this continuous casting method, a casting step of injecting molten metal into a mold (water-cooled mold) from a tundish through an immersion nozzle is disclosed. Is carried out.

침지 노즐은 턴디쉬의 바닥부에 설치되고, 턴디쉬 내의 용융 금속을 노즐 하단의 토출구로부터 몰드 내에 토출시키도록 구성되어 있다. 이 침지 노즐은 하단측을 몰드 내의 용융 금속 중에 침지시킨 상태로 사용되고, 이것에 의하여 주입 용융 금속의 비산을 방지하는 동시에, 주입 용융 금속의 대기와의 접촉을 방지하여, 산화를 억제하고 있다. 또한, 침지 노즐은 정류화한 상태로 주입 가능하기 때문에, 용융 금속에 부유하는 슬러그나 비금속 개재물 등의 불순물이 용융 금속 중에 들어가는 것을 방지하고 있다. 결과적으로 주편 품질을 개선할 수 있는 동시에, 조업의 안정성을 확보할 수 있다. An immersion nozzle is provided in the bottom part of a tundish, and is comprised so that molten metal in a tundish may be discharged in a mold from the discharge port of a nozzle lower end. This immersion nozzle is used in a state where the lower end side is immersed in the molten metal in the mold, thereby preventing scattering of the injected molten metal, preventing contact of the injected molten metal with the atmosphere, and suppressing oxidation. Since the immersion nozzle can be injected in a rectified state, impurities such as slugs and non-metallic inclusions floating in the molten metal are prevented from entering into the molten metal. As a result, it is possible to improve the quality of the cast and to ensure the stability of the operation.

이와 같은 침지 노즐은 일반적으로 Al2O3-SiO2-C(카본) 내화물이나 Al2O3-C 내화물로 형성되어 있다. 이 Al2O3-C 함유 내화물들로 만든 침지 노즐은 Al2O3가 내화성 및 용융 금속에 대한 내식성이 우수하고, C가 개재물(슬러그 성분)에 대하여 젖기 어렵고, 낮은 팽창율 및 높은 열전도성을 가지고 있기 때문에, 현재 용융 금속의 연속 주조에 있어서 가장 널리 사용되고 있다. Such immersion nozzles are generally formed of Al 2 O 3 -SiO 2 -C (carbon) refractories or Al 2 O 3 -C refractory materials. Al 2 O 3 -C Immersion nozzles made of containing refractory materials are currently molten metals because Al 2 O 3 has excellent fire resistance and corrosion resistance to molten metals, C is difficult to wet to inclusions (slug components), has a low expansion rate and high thermal conductivity. Most widely used in continuous casting of.

통상, 침지 노즐은 그 내외층이 노출되는 환경이 다르기 때문에, 내외층에는 다른 재질의 내화물이 사용되고, 또한 몰드 탕면 위에 부유하는 슬러그로부터 파우더 라인부를 보호하기 위하여도, 파우더 라인부에는 다른 재질의 내화물이 사용되고 있다. Generally, immersion nozzles have different environments in which the inner and outer layers are exposed, so that refractory materials of different materials are used for the inner and outer layers, and in order to protect the powder line part from slugs floating on the mold bath surface, the powder line part has refractory materials of different materials. Is being used.

그러나, Al2O3-C 함유 내화물로 제조된 침지 노즐은 용융 금속이 유통되는 노즐 내주부에 석출물이 부착되기 쉽다고 하는 성질을 가지고 있다. 석출물의 부착은 특히 비침지부의 노즐 내주부의 온도 구배가 큰 부분 및 토출구 부근의 용융 금속 유속이 저하되는 부분에 많고, 부착물에 의하여 주조 작업이 곤란해지는 경우가 있다. 또한, 주조 중에 부착물을 제거하는 작업을 할 필요가 있고, 이때 제거된 부착물은 주편 중에 들어가 대형 개재물이 되어, 주편 품질을 악화시키는 원인이 된다. 부착되는 석출물의 주 성분은 αAl2O3이고, 탈산 생성물로서 용융 금속 중에 포함되어 있는 Al2O3가 노즐 내주부에 석출되어 퇴적하는 것으로 생각된다. 노즐 내주부에 대한 석출물의 부착은 특히 알루미 킬드강의 연속 주조에 있어서 현저하게 관찰된다. However, the immersion nozzle made of Al 2 O 3 -C containing refractory has a property that precipitates tend to adhere to the inner circumference of the nozzle through which the molten metal flows. The deposition of precipitates is particularly high in parts where the temperature gradient of the nozzle inner circumferential portion of the non-immersion portion is large and in which the molten metal flow rate in the vicinity of the discharge port is lowered, and casting may be difficult due to the deposit. In addition, it is necessary to work to remove the deposits during casting, and the removed deposits enter the cast steel and become large inclusions, which causes the cast quality to deteriorate. The main component of the deposited substance is αAl 2 O 3 , and it is considered that Al 2 O 3 contained in the molten metal as the deoxidation product precipitates and deposits on the inner circumference of the nozzle. The deposition of precipitates on the nozzle inner circumference is particularly noticeable in the continuous casting of alumini steel.

이 문제에 대하여, 종래 노즐 내주부를 CaO: 20 질량% 이상, 흑연: 30 질량% 이하이고, 구성 입자의 최대 입경이 0.5 mm 이하인 CaO-MgO-흑연 함유 내화물로 형성하는데, 예를 들면, 일본 공개 특허 공보 2005-60128호에 개시되어 있지만, 이 CaO-MgO-흑연 함유 내화물의 경우에는 용융 금속에 함유되는 Al2O3가 석출되어 노즐 내주부에 퇴적되려 하였을 때, 당해 내화물 중의 CaO와 퇴적한 Al2O3가 반응하여 저융점 물질을 형성한다. 이에 의하여 Al2O3가 노즐 내주부에 퇴적되지 않고, 순차적으로 용융 금속에 의하여 씻겨나감으로써 노즐 내주부에의 석출물의 부착을 방지할 수 있다. In response to this problem, a conventional nozzle inner circumference portion is formed of CaO-MgO-graphite containing refractory material having a CaO of 20% by mass or more and a graphite of 30% by mass or less and having a maximum particle diameter of 0.5 mm or less. Although disclosed in Laid-Open Patent Publication No. 2005-60128, the CaO-MgO- containing graphite as the case of the refractory material has been deposited is Al 2 O 3 contained in molten metal hayeoteul about to be deposited on the inner peripheral nozzle, CaO and deposited in the art Refractory One Al 2 O 3 reacts to form a low melting point material. As a result, Al 2 O 3 is not deposited on the inner circumference of the nozzle, and can be prevented from adhering to the precipitate on the inner circumference of the nozzle by being washed out by molten metal sequentially.

또한, 상기 문제에 대하여, 노즐 내주부를 스피넬(MgO·Al2O3): 50 내지 95 질량%, 페리클레이스(MgO): 0 내지 20 질량%, 흑연: 5 내지 30 질량%, 불가피한 불순물: 3 질량% 이하의 스피넬-페리클레이스-흑연계의 내화물로 형성하는 것이, 예를 들면 일본 공개 특허 공보 평11-320047호에 개시되어 있지만, 이 스피넬-페리클레이스-흑연계의 내화물에서는 용융 금속이 흐르게 되어, 내화물이 고온 혼경하에 노출됨으로써 내화물 중의 Mg 성분과 O 성분 또는 Co 성분이 반응하여, 내화물 표면에 치밀한 MgO층이 생성된다. 이 MgO층은 기공율이 거의 제로에 가깝고 매우 치밀한 조직을 가지고 있기 때문에, 용융 금속 중의 Al2O3 개재물이 MgO층의 위에 부착되는 경우가 적다. 이에 의하여 노즐 내주부에의 석출물의 부착을 방지할 수 있다. In addition, with respect to the above problem, the inner peripheral part of the nozzle is spinel (MgO-Al 2 O 3 ): 50 to 95 mass%, Pericles (MgO): 0 to 20 mass%, graphite: 5 to 30 mass%, unavoidable impurities : It is disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No. 11-320047, for example, which forms with the refractory of 3 mass% or less of spinel- pericles-graphite system, but in this spinel- pericles-graphite system refractory body Molten metal flows, and the refractory material is exposed to a high temperature mixture, whereby the Mg component and O component or Co component in the refractory react to form a dense MgO layer on the refractory surface. Since the MgO layer has a porosity close to zero and a very dense structure, Al 2 O 3 in the molten metal Inclusions are less likely to adhere to the MgO layer. Thereby, adhesion of the precipitate to the nozzle inner peripheral part can be prevented.

그런데, 상기 주조 공정에서는 침지 노즐의 온도가 낮은 경우, 용융 금속의 주입을 개시할 때에 침지 노즐의 균열이나 폐색이 일어나는 등의 문제가 발생하는 경우가 있다. 이 때문에 침지 노즐을 예열하여 둠으로써, 용융 금속의 주입을 개시하였을 때에 침지 노즐에 발생하는 온도 차를 감소시키고, 상기 문제의 발생을 방지하는 것을 생각할 수 있다. By the way, in the said casting process, when the temperature of an immersion nozzle is low, the problem of cracking and blocking of an immersion nozzle may arise when starting injection of molten metal. Therefore, by preheating the immersion nozzle, it is conceivable to reduce the temperature difference generated in the immersion nozzle when the injection of molten metal is started, and to prevent the occurrence of the problem.

이와 같은 예열법으로서는, 예를 들면 도 4에 도시하는 바와 같이 버너(100)에 의하여 연소 가스를 취부하는 것을 생각할 수 있다. As such a preheating method, as shown in FIG. 4, for example, attaching combustion gas by the burner 100 can be considered.

또한, 침지 노즐의 외주를 전열기로 싸고 전열·복사에 의하여 가열하는 방법도 제안되어 있다(예를 들면, 일본 공개 특허 공보 평10-118746호 참조).Moreover, the method of heating the outer periphery of the immersion nozzle by an electric heater and heat-transfer and copying is also proposed (for example, refer Unexamined-Japanese-Patent No. 10-118746).

그러나, 상기 일본 공개 특허 공보 2005-60128호에 기재된 CaO-MgO-흑연 함유 내화물이나, 일본 공개 특허 공보 평11-320047호에 기재된 스피넬 페리클레이스 흑연계의 내화물은 모두 고팽창재이다. 이 때문에, 이들 내화물을 사용한 침지 노즐을 예열한 후에, 주조 공정을 실시한 경우, 다음의 (A), (B)와 같은 문제가 있다. However, both the CaO-MgO-graphite-containing refractory materials described in Japanese Unexamined Patent Publication No. 2005-60128 and the spinel pericle graphite-based refractory materials described in Unexamined Patent Publication No. Hei 11-320047 are both highly expandable materials. For this reason, when a casting process is performed after preheating the immersion nozzles using these refractory materials, there exist a problem as following (A), (B).

(A) 도 4에 도시하는 바와 같은 버너(100)를 사용하여 예열하는 경우, 노즐의 상단으로부터 버너(100)를 삽입하고, 내부에 연소 가스를 취부 하단측의 토출 구멍으로부터 배기한다. 이 때문에, 노즐 전체를 균일하게 가열하는 것이 곤란하고, 이 온도 차에 의한 열 응력이나 재질 간의 열 팽창 차에 기인한 균열이 발생한다. (A) When preheating using the burner 100 as shown in FIG. 4, the burner 100 is inserted from the upper end of a nozzle, and combustion gas is exhausted from the discharge hole of a mounting lower end side inside. For this reason, it is difficult to heat the whole nozzle uniformly, and a crack arises due to the thermal stress caused by this temperature difference or the thermal expansion difference between materials.

또한, 버너에 의한 예열의 경우, 예열에 소요되는 시간이 길고, 또한 연소 가스로부터 발생하는 산화성 분위기에 의하여, 내화물 중의 C 성분이 산화에 의하여 CO 가스 또는 CO2 가스가 되어 소실되어 버린다. 이 때문에, 내화물 중에 직경이 큰 기공이 형성되어, 주조 공정에 있어서 당해 기공 내에 용융 금속이 침식하기 쉬워지고, 용손이 진행되기 쉽다는 문제가 있다. In the case of preheating by the burner, the time required for preheating is long, and due to the oxidizing atmosphere generated from the combustion gas, the C component in the refractory becomes CO gas or CO 2 gas due to oxidation and is lost. For this reason, pores with a large diameter are formed in the refractory, and there is a problem that molten metal is easily eroded in the pores in the casting step, and melting loss easily proceeds.

(B) 일본 공개 특허 공보 평11-320047호에 기재된 전열기를 사용하여 예열하는 경우 C 성분의 소실은 방지할 수 있지만, 전열·복사에 의하여 노즐을 가열하고 있기 때문에, 부분적으로는 1400℃에 달하게 되나, 전체적으로 균일하게 가열하는 것은 역시 어렵다. (B) When preheating using the heater described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-320047, the loss of the C component can be prevented, but since the nozzle is heated by heat transfer and copying, the temperature reaches 1400 ° C in part. However, it is also difficult to heat uniformly throughout.

본 발명의 목적은 내용성(耐用性)을 향상시킬 수 있는 침지 노즐 및 이 침지 노즐을 예열하는 예열 공정을 포함하는 연속 주조 방법을 제공하는 것이다. An object of the present invention is to provide a continuous casting method including an immersion nozzle capable of improving solvent resistance and a preheating step of preheating the immersion nozzle.

본 발명은 침지 노즐을 균일하게 가열하기 위하여, 고주파 유도 가열을 사용하는 것이 좋다는 지견에 기초하여 안출된 것으로, 본 발명이 요지로 하는 것은 이하와 같다. This invention was devised based on the knowledge that it is preferable to use high frequency induction heating in order to uniformly heat an immersion nozzle, and it is as follows for this invention to make a summary.

(1) 본 발명에 관한 침지 노즐은 용융 금속의 연속 주조 방법에 사용되는 침지 노즐로서, 마그네시아와 스피넬과, 돌로마이트 크링커와, 마그네시아 및 스피넬의 혼합물과, 마그네시아 및 돌로마이트 크링커의 혼합물 중 어느 하나 및 프리카본을 함유하여 구성된 내화물로 형성되어 있고, 고주파 유도 가열에 의하여 예열되는 것을 특징으로 한다. (1) The immersion nozzle according to the present invention is an immersion nozzle used in the continuous casting method of molten metal, which is any one of magnesia and spinel, dolomite clinker, a mixture of magnesia and spinel, a mixture of magnesia and dolomite clinker, and a free It is formed of the refractory body containing carbon, and is preheated by high frequency induction heating.

본 발명의 침지 노즐은 노즐 내주부만을 전술한 내화물로 형성하는 구조와 노즐 전체를 전술한 내화물로 형성하는 구조 등, 적어도 노즐 내주부를 상기 내화물로 형성하는 구조로 하는 것이 좋다. 또한, 예열 종료시의 온도는 최저인 경우에도 1100℃ 이상으로 하는 것이 좋다. The immersion nozzle of the present invention preferably has a structure in which at least the nozzle inner circumference portion is formed of the refractory, such as a structure in which only the nozzle inner circumference portion is formed of the above-mentioned refractory material, and a structure in which the entire nozzle is formed of the above-mentioned refractory material. The temperature at the end of preheating is preferably set to 1100 ° C or higher even when the temperature is minimum.

마그네시아, 스피넬 및 돌로마이트 크링커는 통상 첨가할 수 있는 돌 형태의 것이 원료로서 사용된다. Magnesia, spinel and dolomite clinker are usually used as raw materials in the form of stones which can be added.

마그네시아는 주성분으로서 MgO를 90 질량% 이상, 불가피한 불순물을 10질량% 이하 함유하는 것, 더 좋기로는 MgO를 95 질량% 이상, 불가피한 불순물을 5 질량% 이하 함유하는 것을 말한다. Magnesia is said to contain 90 mass% or more of MgO and 10 mass% or less of inevitable impurities as a main component, More preferably, it contains 95 mass% or more of MgO and 5 mass% or less of unavoidable impurities.

스피넬은 Al2O3·MgO를 90 질량% 이상과 불가피한 불순물을 10 질량% 이하 함유하는 것, 더 좋기로는 Al2O3·MgO를 95 질량% 이상, 불가피한 불순물을 5 질량% 이하 함유하는 것을 말한다. Spinel contains 90% by mass or more of Al 2 O 3 · MgO and 10% by mass or less of inevitable impurities, more preferably 95% by mass or more of Al 2 O 3 · MgO and 5% by mass or less of inevitable impurities Say that.

돌로마이트 크링커는 천연 돌로마이트를 고온 소성한, MgO 및 CaO의 소결체를 주성분으로 하는 것을 말한다. Dolomite clinker means that the sintered compact of MgO and CaO which fired natural dolomite at high temperature is a main component.

프리카본은 예를 들면, 통상 비늘상 흑연, 전극 찌꺼기, 무연탄, 토상 흑연 등의 첨가 흑연 이외에 바인더가 소성되었을 때 잔류하는 탄소분을 포함한다. For example, the free carbon contains carbon powder remaining when the binder is calcined, in addition to the additive graphite such as scaly graphite, electrode residue, anthracite coal, earth graphite and the like.

이와 같은 침지 노즐은 예를 들면 각종 무기물, 비늘 모양 흑연과 바인더로서의 페놀 수지 등을 혼련한 것을 CIP법 등으로 소정의 형상으로 성형하고, 이를 환원 소성함으로써 형성된다. Such an immersion nozzle is formed by, for example, kneading a mixture of various inorganic substances, scaly graphite and phenol resin as a binder into a predetermined shape by the CIP method, and reducing and baking the same.

또한, 스피넬과 돌로마이트 크링커와의 조합은 스피넬 중의 Al2O3과 돌로마이트 크링커 중의 CaO가 저융점 물질을 형성하기 때문에 부적합하다. In addition, the combination of spinel and dolomite clinker is inappropriate because Al 2 O 3 in the spinel and CaO in the dolomite clinker form a low melting point material.

본 발명에 따르면, 내화물 중의 프리카본이 존재함으로써, 고주파 유도 가열로 전술한 프리카본을 선택적으로 가열할 수 있고, 도 4나 일본 공개 특허 공보 ㅍ평10-118746호에 나타내는 바와 같은 종래의 가열법으로 가열하는 경우에 비하여 침지 노즐을 균일하게 예열할 수 있다. 이 때문에, 주조 공정에서 용융 금속의 주입을 개시할 때에 있어서 용융 금속에 의하여 침지 노즐이 받는 열 충격을 완화할 수 있고, 균열 등의 문제가 발생하는 것을 방지할 수 있다. According to the present invention, the presence of free carbon in the refractory allows the above-mentioned free carbon to be selectively heated by high frequency induction heating, and according to the conventional heating method as shown in FIG. 4 or JP 10-118746 A. The immersion nozzle can be preheated uniformly compared with the case of heating. For this reason, when starting injection of molten metal in a casting process, the thermal shock which an immersion nozzle receives by a molten metal can be alleviated, and the problem, such as a crack, can be prevented from occurring.

또한, 고주파 유도 가열에 따르면, 종래와 같이 연소 가스를 사용하지 않고 단시간에 예열을 완료할 수 있기 때문에, 내화물 중의 프리카본의 소실이 적고, 용융 금속에 의한 노즐 내주부의 용손 속도를 저감할 수 있다. In addition, according to the high frequency induction heating, since preheating can be completed in a short time without using a combustion gas as in the prior art, the loss of free carbon in the refractory is small, and the melt loss speed of the nozzle inner peripheral part due to molten metal can be reduced. have.

또한, 마그네시아, 스피넬 및 돌로마이트 크링커는 각각 MgO 성분을 함유하고 있기 때문에, 주조 공정에 있어서는 노즐 내주면에 치밀한 MgO층을 형성할 수 있고, Al2O3 개재물이 노즐 내주부에 부착하는 것을 방지할 수 있다. In addition, since magnesia, spinel and dolomite clinker each contain MgO components, in the casting process, a dense MgO layer can be formed on the inner circumferential surface of the nozzle and Al 2 O 3 Inclusions can be prevented from adhering to the inner circumference of the nozzle.

또한, 돌로마이트 크링커를 사용하여 노즐을 형성한 경우, 돌로마이트 크링커 중의 CaO와 용융 금속에 함유되는 Al2O3가 저융점 물질을 형성하기 때문에, Al2O3 개재물이 노즐 내주부에 부착되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 이 경우 내화물 중에서 전술한 저융점 화합물이 형성된 후에, 내화물 중에 잔존한 MgO 입자끼리가 합체·조대화하여 비교적 융점이 높은 반응 생성물을 형성하고, 이에 의하여 노즐 내주부의 용손을 억제할 수 있다. In addition, when a nozzle is formed using a dolomite clinker, since Al 2 O 3 contained in CaO and molten metal in the dolomite clinker forms a low melting point material, Al 2 O 3 Inclusions can be prevented from adhering to the inner circumference of the nozzle. In this case, after the above-mentioned low melting point compound is formed in the refractory, the MgO particles remaining in the refractory are coalesced and coarsened to form a reaction product having a relatively high melting point, thereby suppressing the loss of the inner circumference of the nozzle. .

또한, 마그네시아 스피넬 또는 마그네시아와 돌로사이트 크링커와의 혼합물을 사용하는 경우, 마그네시아의 분량을 조정함으로써, 용손 속도를 임의로 제어할 수 있다. 따라서, 침지 노즐의 내용성을 향상시킬 수 있다. In addition, when using magnesia spinel or a mixture of magnesia and dolomite clinker, the melting rate can be arbitrarily controlled by adjusting the amount of magnesia. Therefore, the durability of the immersion nozzle can be improved.

(2) 본 발명에 관한 침지 노즐은 상기 (1)에 기재된 침지 노즐에 있어서, 용융 금속이 유통되는 노즐 내주부를 형성하는 내층 및 내층의 외측을 피복하는 상태로 적층 형성된 외층으로 이루어지는 2층 구조로 되어 있고, 내층은 마그네시아와, 스피넬과, 돌로마이트 크링커와, 마그네시아 및 스피넬의 혼합물과, 마그네시아 및 돌로마이트 크링커의 혼합물 중에서 어느 하나 및 프리카본을 함유하여 구성된 내화물로 형성되고, 외층은 내층과 조성 및 배합 중 어느 하나가 다른 내화물로서, 알루미나, 무라이트, 실리카, 지르코니아, CaO-ZrO2 크링커, 스피넬, 마그네시아, 지르코니아 무라이트 및 탄화 규소 중에서 1 내지 3종과, 프리카본을 함유하여 구성된 내화물, 또는 돌로마이트 크링커와, 지르코니아, CaO-ZrO2 크링커 및 마그네시아 중에서 1종 또는 2종과, 프리카본을 함유하여 구성된 내화물로 형성되어 있는 것을 특징으로 한다. (2) The immersion nozzle which concerns on this invention is a immersion nozzle as described in said (1) WHEREIN: The two-layer structure which consists of an inner layer which forms the nozzle inner peripheral part through which molten metal flows, and the outer layer laminated | stacked in the state which coat | covered the outer side of an inner layer. The inner layer is formed of a refractory comprising magnesia, spinel, dolomite clinker, a mixture of magnesia and spinel, a mixture of magnesia and dolomite clinker, and a free carbon, and the outer layer is composed of an inner layer and a composition and Refractories composed of one or three of the combinations with a free carbon, or any one of the combinations as a refractory material, such as alumina, lite, silica, zirconia, CaO-ZrO 2 clinker, spinel, magnesia, zirconia mouslite and silicon carbide, or alone or in combination of two or in a dolomite clinker and, zirconia, CaO-ZrO 2 clinker and magnesia and, By containing the silica is characterized in that it is formed of a refractory consisting of.

이들 원료는 모두 천연으로 채취하거나, 또는 합성된 원료이다. 알루미나라면, Al2O3을 주성분으로 하는 것이다. 무라이트는 3Al2O3·2SiO2를 주성분으로 하는 것이다. 실리카는 SiO2를 주성분으로 하는 것이다. 지르코니아는 ZrO2를 주성분으로 하는 것이다. All of these raw materials are natural raw materials or synthetic raw materials. If alumina is composed mainly of Al 2 O 3. Murite is composed mainly of 3Al 2 O 3 · 2SiO 2 . Silica is based on SiO 2 . Zirconia is based on ZrO 2 .

CaO-ZrO2 크링커는 CaO 및 ZrO2의 소결체를 주성분으로 하는 것이다. CaO-ZrO 2 clinker is based on the sintered body of CaO and ZrO 2 .

지르코니아 무라이트는 ZrO2: 32 내지 42 질량%, Al2O3: 40 내지 50 질량% 및 SiO2: 13 내지 23 질량%를 주성분으로 하는 것이다. 탄화 규소는 SiC를 주성분으로 하는 것이다. 또한, 마그네시아, 스피넬 및 돌로마이트 크링커에 대하여는 전술한 바와 같다. Zirconia mulite is based on ZrO 2 : 32-42 mass%, Al 2 O 3 : 40-50 mass%, and SiO 2 : 13-23 mass%. Silicon carbide is based on SiC. In addition, magnesia, spinel and dolomite clinker are as described above.

이들 원료는 모두 주성분을 90 질량% 이상, 불가피한 불순물을 10 질량% 이하 함유하는 것, 더 좋기로는 주성분을 95 질량% 이상, 불가피한 불순물을 5 질량% 이상 함유하는 것이다. All these raw materials contain 90 mass% or more of main components, 10 mass% or less of inevitable impurities, more preferably 95 mass% or more of main components, and 5 mass% or more of unavoidable impurities.

이 발명에 따르면, 내층 및 외층을 구성하는 내화물 중에는 모두 프리카본이 존재하기 때문에, 고주파 유도 가열로 프리카본을 선택적으로 가열할 수 있고, 침지 노즐을 균일하게 예열할 수 있다. 이 때문에, 주조 공정에서 용융 금속의 주입을 개시할 때, 균열 등의 문제가 발생하는 것을 방지할 수 있다. According to this invention, since all the carbon exists in the refractory which comprises an inner layer and an outer layer, a free carbon can be selectively heated by high frequency induction heating, and the immersion nozzle can be preheated uniformly. For this reason, when starting injection of molten metal in a casting process, it can prevent that a problem, such as a crack, arises.

또한, 외층에는 내층과 조성이 다른 내화물, 또는 내층과 사용 원료가 동일하더라도 배합비가 다른 내화물을 사용하기 때문에, 내층 및 외층의 각각에 다른 기능을 부여할 수 있다. In addition, since the refractory material which differs in an inner layer and a composition, or a refractory material with a different compounding ratio is used for an outer layer, even if it is the same as a raw material, a different function can be provided to each of an inner layer and an outer layer.

즉, 내층의 기능에 의하여, 상기 (1) 기재의 침지 노즐과 마찬가지로, 용융 금속 중의 Al2O3 개재물이 노즐 내주부에 부착하는 것을 방지할 수 있고, 또한 용융 금속에 따른 당해 내층의 용손을 억제할 수 있다. That is, due to the function of the inner layer, it is possible to prevent the Al 2 O 3 inclusions in the molten metal from adhering to the nozzle inner peripheral part similarly to the immersion nozzle of the above-mentioned (1) substrate, and also to prevent the loss of the inner layer due to the molten metal. It can be suppressed.

또한, 예를 들면, 외층을 구성하는 내화물에 마그네시아나, 스피넬, 돌로마이트 크링커를 함유시킨 경우, 내층 및 외층의 열팽창 계수가 거의 동일하게 되기 때문에, 이 열 팽창 차에 기인하는 응력 균열을 방지할 수 있다. For example, when magnesia, spinel, or dolomite clinker are contained in the refractory constituting the outer layer, the thermal expansion coefficients of the inner layer and the outer layer are almost the same, so that stress cracking due to this thermal expansion difference can be prevented. have.

또한, 예를 들면, 외층을 구성하는 내화물에 지르코니아를 함유시킨 경우, 몰드 내의 용융 금속 탕면 상에 부유하고 있는 슬러그에 대한 내식성을 향상시킬 수 있고, 슬러그에 따른 외층의 용손을 억제할 수 있다. Moreover, when zirconia is contained in the refractory body which comprises an outer layer, for example, corrosion resistance with respect to the slug floating on the molten metal molten metal surface in a mold can be improved, and the loss of the outer layer by a slug can be suppressed.

또한, 예를 들면, 외층을 구성하는 내화물에 알루미나, 실리카, 무라이트, CaO-ZrO2 크링커, 탄화규소, 지르코니아 무라이트를 외층에 사용한 경우에는 노즐의 구조체로서 마그네시아 등 보다도 내열 충격성을 향상시키는 것이 가능하다.For example, when alumina, silica, murlite, CaO-ZrO 2 clinker, silicon carbide, and zirconia murlite are used in the outer layer for the refractory constituting the outer layer, it is better to improve the thermal shock resistance than magnesia as the structure of the nozzle. It is possible.

(3) 본 발명에 관한 침지 노즐은 상기 (1) 또는 (2)에 기재된 침지 노즐에 있어서, 적어도 용융 금속이 유통하는 노즐 내주면은 실리카를 포함하는 산화 방지재로 피복되어 있는 것을 특징으로 한다. (3) The immersion nozzle according to the present invention is the immersion nozzle according to the above (1) or (2), wherein at least the inner circumferential surface of the nozzle through which the molten metal flows is coated with an antioxidant containing silica.

일반적으로, 산화 방지재는 용융 금속에 의한 노즐 내주면의 산화를 방지하는 것을 목적으로 형성된다. 이와 같은 산화 방지재는, 예를 들면 실리카 분체: 60 내지 100 질량%로 구성되어 있는 것이 좋다. 실리카 분체가 100 질량% 미만인 경우, 잔부로서는 Al2O3의 분체를 바인더로 혼련하여 페이스트상으로 하고, 이를 노즐 내주면에 도포·소성하는 것에 의하여 형성되어 있다. 또한, 이 산화 방지재는 노즐 내주면을 포함하여 노즐의 노출면 전체를 피복하는 상태로 형성되어 있어도 좋다. Generally, an antioxidant is formed for the purpose of preventing the oxidation of the nozzle inner peripheral surface by molten metal. Such antioxidant is preferably composed of, for example, silica powder: 60 to 100 mass%. When the silica powder is less than 100% by mass, the remainder is formed by kneading the Al 2 O 3 powder with a binder to form a paste, and coating and firing it on the nozzle inner peripheral surface. In addition, this antioxidant may be formed in the state which covers the whole exposed surface of a nozzle including the nozzle inner peripheral surface.

또한, 종래 이와 같은 산화 방지제로 내주면이 피복된 침지 노즐을, 도 4에 나타내는 바와 같은 버너(100)를 사용하여 예열한 경우, 용융 금속에 의하여 노즐 내주면이 심하게 용손되어 버리는 문제가 발생한다. 즉, 버너(100)를 사용한 가열법으로는 예열 시간이 길고, 또한 버너로부터의 열은 산화 방지재를 거쳐 노즐 내주부측에 전열되어 가기 때문에, 노즐 내주부보다 산화 방지재가 고온이 된다. 이 때문에, 산화방지재 중의 SiO2가 노즐 내주부 중에 확산되어, 노즐 내주부 중에서 저융점 물질이 형성된다. 이 때문에 용융 금속에 의하여 노즐 내주부가 심하게 용손되어 버린다. Moreover, when the immersion nozzle coated with the inner peripheral surface with such an antioxidant conventionally is preheated using the burner 100 as shown in FIG. 4, the problem arises that the nozzle inner peripheral surface is severely melted by molten metal. That is, in the heating method using the burner 100, the preheating time is long, and since the heat from the burner is transferred to the nozzle inner peripheral part side through the antioxidant material, the antioxidant material becomes higher than the nozzle inner peripheral part. For this reason, the SiO 2 in the oxidation-preventing material diffusing into the inner peripheral nozzle, is formed with a low melting point substance from the inner peripheral nozzle. For this reason, the nozzle inner peripheral part is melted badly by molten metal.

이 점, 본 발명에 의하면 고주파 유도 가열로 내화물 중의 프리카본을 선택적으로 가열하기 때문에, 산화 방지재를 개재시키지 않고 내화물 자체를 가열할 수 있고, 또한 예열 시간도 단시간에 끝난다. 이 때문에 산화 방지재 중의 SiO2가 노즐 내주부에 확산되지 않아서, 내부를 유통하는 용융 금속에 의하여 노즐 내주부가 용손되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 산화 방지재의 기능을 확보할 수 있고, 또한 노즐 내주부의 용손도 방지할 수 있기 때문에, 침지 노즐의 내용성을 더욱 향상시킬 수 있다. In this respect, according to the present invention, since the free carbon in the refractory is selectively heated, the refractory itself can be heated without interposing the antioxidant, and the preheating time also ends in a short time. For this reason, there is SiO 2 in the oxidation preventing member can be prevented from spreading because the inner peripheral nozzle, where the nozzle inner periphery by melting the molten metal flowing through the interior. Therefore, the function of the antioxidant material can be ensured, and the melt loss of the nozzle inner circumference can also be prevented, so that the durability of the immersion nozzle can be further improved.

(4) 본 발명에 관한 연속 주조 방법은 상기 (1) 내지 (3)의 어느 하나에 기재된 침지 노즐을 고주파 유도 가열에 의하여 예열하는 예열 공정과, 상기 예열 공정에서 예열된 상기 침지 노즐을 통하여 턴디쉬로부터 몰드에 용융 금속을 주입하는 주조 공정을 구비하는 것을 특징으로 한다. (4) In the continuous casting method according to the present invention, a preheating step of preheating the immersion nozzle according to any one of the above (1) to (3) by high frequency induction heating, and a turn through the immersion nozzle preheated in the preheating step. And a casting step of injecting molten metal from the dish into the mold.

이와 같은 본 발명에 따르면, 상기 (1) 내지 (3)의 어느 하나에 기재된 효과를 제공할 수 있다. 따라서, 침지 노즐의 내용성을 향상시킬 수 있다. According to such this invention, the effect as described in any one of said (1)-(3) can be provided. Therefore, the durability of the immersion nozzle can be improved.

도 1은 본 발명의 일 실시형태에 있어서의 연속 주조기의 개략 구성을 도시한다.
도 2는 도 1의 실시형태에 관한 침지 노즐을 나타내는 측단면도이다.
도 3은 도 1의 실시형태에 있어서의 침지 노즐이 장착된 상태의 예열 장치를 나타내는 측단면도이다.
도 4는 종래의 버너를 사용한 가열법에 의하여 침지 노즐을 예열하고 있는 상태를 나타내는 측단면도이다. 1 shows a schematic configuration of a continuous casting machine in one embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a side sectional view showing the immersion nozzle according to the embodiment of FIG. 1. FIG.
It is a side sectional view which shows the preheating apparatus of the state in which the immersion nozzle in embodiment of FIG. 1 was attached.
4 is a side cross-sectional view showing a state in which the immersion nozzle is preheated by a heating method using a conventional burner.

이하, 본 발명의 일 실시형태를 도면에 기초하여 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, one Embodiment of this invention is described based on drawing.

(연속 주조기의 개략 구성)(Schematic Configuration of Continuous Casting Machine)

도 1에 본 실시 형태에 있어서의 연속 주조기의 개략 구성을 나타낸다. 도 1에 있어서, 1은 연속 주조기이며, 이 연속 주조기(1)는 용강을 연속적으로 냉각 응고시켜, 소정 형상의 강괴를 형성하는 것이다. 이와 같은 연속 주조기(1)는 레이들(2)과, 롱 노즐(3)과, 턴디쉬(4)와, 복수의 침지 노즐(5)과 복수의 몰드(6)를 구비하고 있다. 또한, 도 1에서는 침지 노즐(5) 및 몰드(6)를 각각 하나만 도시하고 있다. The schematic structure of the continuous casting machine in this embodiment is shown in FIG. In FIG. 1, 1 is a continuous casting machine, and this continuous casting machine 1 cools and solidifies molten steel continuously, and forms the ingot of a predetermined shape. Such continuous casting machine 1 includes a ladle 2, a long nozzle 3, a tundish 4, a plurality of immersion nozzles 5 and a plurality of molds 6. In addition, only one immersion nozzle 5 and one mold 6 are shown in FIG.

레이들(2)은 연속 주조에 있어서 최초로 용강이 도입되는 내열 용기이고, 저면부에는 주입구(21)가 설치되어 있다. The ladle 2 is a heat-resistant container into which molten steel is first introduced in continuous casting, and an injection hole 21 is provided in the bottom portion.

롱 노즐(3)은 레이들(2)의 주입구(21)에 설치되어, 레이들(2) 내부에 저류된 용강을 노즐 하단 개구부(31)로부터 턴디쉬(4) 내에 토출되도록 구성되어 있다. The long nozzle 3 is provided in the inlet 21 of the ladle 2, and is configured to discharge molten steel stored in the ladle 2 from the nozzle lower opening 31 into the tundish 4.

턴디쉬(4)는 롱 노즐(3)의 하방에 설치되고, 레이들(2)로부터 롱 노즐(3)을 거쳐 주입된 용강을 저류하는 내열 용기이다. 이 턴디쉬(4)는 저면부에는 각 몰드(6)에 대응하는 복수의 주입구(41)가 형성되어 있고, 이 주입구(41)의 내부에는 주입구(41)로부터 유출되는 용강의 유량을 조정하는 유량 조정기(도시하지 않음)가설치되어 있다. 이와 같은 턴디쉬(4)에 의해 레이들(2)로부터의 용강이 정류화되고, 당해 용강이 각 몰드(6)에 소정량만큼 분배되도록 되어 있다. The tundish 4 is a heat-resistant container installed below the long nozzle 3 and storing molten steel injected from the ladle 2 via the long nozzle 3. The tundish 4 has a plurality of injection holes 41 corresponding to the molds 6 formed at the bottom thereof, and adjusts the flow rate of the molten steel flowing out of the injection holes 41 in the injection holes 41. A flow regulator (not shown) is provided. The molten steel from the ladle 2 is rectified by such a tundish 4, and the molten steel is distributed to each mold 6 by a predetermined amount.

침지 노즐(5)은, 구체적으로는 후술하지만, 턴디쉬(4)에 있어서 주입구(41)의 하부에 설치되어 있고, 이 노즐을 거쳐 턴디쉬(4) 내의 용강이 몰드(6) 내에 주입된다. Although the immersion nozzle 5 is mentioned later in detail, it is provided in the lower part of the injection hole 41 in the tundish 4, and the molten steel in the tundish 4 is injected into the mold 6 via this nozzle. .

몰드(6)는 침지 노즐(5)의 하방에 설치된 수냉식의 주형이다. 이 몰드(6) 내에는 침지 노즐(5)을 거쳐 턴디쉬(4)로부터의 용강이 연속적으로 주입된다. 이와 같은 몰드(6)에 의하여 몰드(6) 내의 용강이 냉각되고, 몰드(6) 내주면측으로부터 응고 쉘이 형성·성장하여, 응고된 강이 형성되도록 되어 있다.The mold 6 is a water-cooled mold provided below the immersion nozzle 5. The molten steel from the tundish 4 is continuously injected into the mold 6 via the immersion nozzle 5. The molten steel in the mold 6 is cooled by such a mold 6, and a solidified shell is formed and grown from the inner peripheral surface side of the mold 6 to form a solidified steel.

또한, 몰드(6)의 하방에는 몰드(6)의 내부에서 형성된 강을 몰드(6) 내의 하방 개구부로부터 하방으로 연속적으로 인발 롤러 에프론 및 인발 롤이 설치되어 있다(도시 생략). 또한, 인발 롤의 하류측에는 인발 롤에 의하여 인발되어 몰드(6) 내로부터 연속적으로 이어진 상태의 강을 소정의 길이로 절단하는 절단기(도시 생략)가 설치되어 있다. 이 절단기로 강을 절단함으로써, 예를 들면 판상이나 봉상 등 소정 형상의 강괴가 형성되도록 되어 있다. Further, below the mold 6, a drawing roller epron and a drawing roll are provided continuously from the lower opening in the mold 6 to the steel formed inside the mold 6 (not shown). Further, a downstream side of the drawing roll is provided with a cutter (not shown) which cuts the steel in a state of being drawn by the drawing roll and continuously connected to the inside of the mold 6 to a predetermined length. By cutting the steel with this cutter, a steel ingot of a predetermined shape such as a plate shape or a rod shape is formed.

[침지 노즐의 구성][Configuration of Immersion Nozzle]

다음으로, 침지 노즐(5)의 구성에 대하여, 도 2에 기초하여 설명한다. 도 2는 본 실시형태에 관한 침지 노즐을 나타내는 측단면도이다. Next, the structure of the immersion nozzle 5 is demonstrated based on FIG. 2 is a side sectional view showing an immersion nozzle according to the present embodiment.

도 2에 있어서, 침지 노즐(5)은 노즐 본체(51)와, 주입구(41)의 하부에 설치되어 노즐 본체(51)의 상단부를 유지하는 홀더(52)를 구비하고 있다. 이와 같은 침지 노즐(5)은 후술하는 예열 공정에 있어서 고주파 유도 가열에 의하여 예열된 후 사용된다.2, the immersion nozzle 5 is equipped with the nozzle main body 51 and the holder 52 provided in the lower part of the injection port 41, and holding the upper end part of the nozzle main body 51. As shown in FIG. Such an immersion nozzle 5 is used after being preheated by high frequency induction heating in a preheating step to be described later.

노즐 본체(51)는 대략 원통상으로 형성되고, 이 하단을 폐색하는 저면부(511)가 설치되어 있다. 이 노즐 본체(51)에 있어서의 측면부의 저면부(511) 근방에는 한 쌍의 토출구(512)가 서로 대향하는 상태로 설치되어 있다. 또한 노즐 본체(51)는 그 하단측이 몰드(6) 내의 용강에 침지된 상태로 사용된다. 이와 같은 노즐 본체(51)에 의하여 노즐 본체(51)의 상단 개구로부터 유입된 용강이 한쌍의 토출구(512)를 거쳐 몰드(6) 내로 토출되도록 되어 있다. The nozzle main body 51 is formed in substantially cylindrical shape, and the bottom face part 511 which blocks this lower end is provided. In the vicinity of the bottom part 511 of the side part part in this nozzle main body 51, a pair of discharge port 512 is provided in the state which opposes each other. In addition, the nozzle main body 51 is used with the lower end side immersed in the molten steel in the mold 6. The molten steel which flowed in from the upper end opening of the nozzle main body 51 by such a nozzle main body 51 is discharged into the mold 6 via a pair of discharge port 512.

이와 같은 노즐 본체(51)는, 도 2에 도시하는 바와 같이, 용강이 유통하는 노즐 내주부를 형성하는 내층(513) 및 이 내층(513)의 외측을 피복하는 상태로 적층 형성된 외층(514)으로 이루어지는 2층 구조로 되어 있다. As shown in FIG. 2, the nozzle body 51 as described above is formed with an inner layer 513 forming a nozzle inner circumferential portion through which molten steel flows and an outer layer 514 formed by laminating the outer layer 513. It has a two-layer structure.

내층(513)은 다음 중 어느 한 골재와, 프리카본을 함유하여 구성된 내화물로 형성되어 있다. The inner layer 513 is formed of a refractory comprising any one of the following aggregates and free carbon.

1종 골재: 마그네시아Class 1 aggregate: magnesia

스피넬 Spinel

돌로마이트 크링커  Dolomite Clinker

2종 골재: 마그네시아와 스피넬Type 2 aggregates: magnesia and spinel

마그네시아와 돌로마이트 크링커Magnesia and Dolomite Clinker

외층(514)은 내층(513)과는 조성 및 배합 중 어느 하나가 다른 내화물로서, 전술한 바와 같이 알루미나, 무라이트, 실리카, 지르코니아, CaO-ZrO2 크링커, 스피넬, 마그네시아, 지르코니아 무라이트 및 탄화규소 중에서 1 내지 3종과, 프리카본을 함유하여 구성된 내화물, 또는 돌로마이트 크링커와, 지르코니아, CaO-ZrO2 크링커 및 마그네시아 중 1종 또는 2종과, 프리카본을 함유하여 구성되는 내화물로 형성되어 있다. 이 중에서 예를 들면 다음 중 어느 하나가 골재와, 프리카본을 함유하여 구성된 내화물이 통상 많이 사용된다.The outer layer 514 is a refractory material different from the inner layer 513 in any one of composition and blending, and as described above, alumina, mullite, silica, zirconia, CaO-ZrO 2 clinker, spinel, magnesia, zirconia mulite and carbonization It is formed from 1 to 3 types of silicon, a refractory composed of free carbon, or a dolomite clinker, and a refractory composed of one or two of zirconia, CaO-ZrO 2 clinker and magnesia, and free carbon. . Among these, for example, a refractory material comprising any one of the following aggregates and free carbon is commonly used.

1종 골재: 알루미나Class 1 aggregate: alumina

지르코니아Zirconia

CaO-ZrO2 크링커CaO-ZrO 2 Clinker

스피넬 Spinel

마그네시아magnesia

2종 골재: 알루미나와 실리카2 types aggregate: alumina and silica

알루미나와 지르코니아 무라이트Alumina and Zirconia Murite

알루미나와 무라이트Alumina and Murite

알루미나와 스피넬Alumina and Spinel

스피넬과 실리카Spinel and Silica

마그네시아와 스피넬Magnesia and Spinel

지르코니아와 CaO-ZrO2 크링커Zirconia and CaO-ZrO 2 Clinker

돌로마이트 크링커와 지르코니아Dolomite Clinker and Zirconia

돌로마이트 크링커와 마그네시아Dolomite Clinker and Magnesia

3종 골재: 알루미나와 실리카와 지르코니아 무라이트3 aggregates: alumina, silica and zirconia murlite

알루미나와 실리카와 지르코니아Alumina and Silica and Zirconia

알루미나와 무라이트와 실리카Alumina and Murite and Silica

알루미나와 스피넬과 실리카Alumina, Spinel and Silica

알루미나와 실리카와 탄화규소Alumina, Silica and Silicon Carbide

알루미나와 지르코니아 무라이트와 탄화규소Alumina and Zirconia Murite and Silicon Carbide

알루미나와 무라이트와 탄화규소Alumina, Murite and Silicon Carbide

마그네시아와 스피넬과 실리카Magnesia and Spinel and Silica

돌로마이트 크링커와 지르코니아와 마그네시아Dolomite Clinker with Zirconia and Magnesia

알루미나와 무라이트와 지르코니아Alumina and Murite and Zirconia

또한, 노즐 본체(51)는 상기한 2층 구조가 아니라, 다음 중 어느 하나의 골재와, 프리카본을 함유하여 구성된 내화물로, 일체품으로 형성하여도 좋다. The nozzle body 51 is not a two-layer structure described above, but may be formed of an integral article made of any one of the following aggregates and a refractory containing free carbon.

1종 골재: 마그네시아Class 1 aggregate: magnesia

스피넬Spinel

돌로마이트 크링커Dolomite Clinker

2종 골재: 마그네시아와 크링커Type 2 aggregates: magnesia and clinker

마그네시아와 돌로마이트 크링커Magnesia and Dolomite Clinker

또한, 노즐 본체(51)에 있어서는 용강이 유통되는 노즐 내주면을 포함하여 노즐 본체(51)의 노출면 전체가 실리카를 함유하는 산화 방지재로 피복되어 있다. 이로써, 용강에 의한 노즐 본체(51)의 산화가 방지된다.In addition, in the nozzle main body 51, the whole exposed surface of the nozzle main body 51 is coated with the antioxidant containing silica, including the nozzle inner peripheral surface through which molten steel flows. Thereby, oxidation of the nozzle main body 51 by molten steel is prevented.

[예열 장치의 구성][Configuration of Preheater]

다음으로, 상기한 구성의 침지 노즐(5)을 예열하는 예열 장치에 대하여, 도 3에 기초하여 설명한다. 도 3은 침지 노즐이 장착된 상태의 예열 장치를 도시하는 측단면도이다. Next, the preheating apparatus which preheats the immersion nozzle 5 of the said structure is demonstrated based on FIG. 3 is a side sectional view showing a preheating device in a state where the immersion nozzle is mounted.

도 3에 있어서, 7은 예열 장치이고, 이 예열 장치(7)는 침지 노즐(5)을 고주파 유도 가열에 의하여 예열한다. 이와 같은 예열 장치(7)는 내열 용기(71)와 외코일(72)과, 내코일(73)과 유도 전류 인가 장치(도시 생략)를 구비하여 구성되어 있다. In FIG. 3, 7 is a preheating apparatus, and this preheating apparatus 7 preheats the immersion nozzle 5 by high frequency induction heating. Such a preheating device 7 includes a heat resistant container 71, an outer coil 72, an inner coil 73, and an induction current applying device (not shown).

외코일(72)은 내열 용기(71)의 내부에 수용된 유도 가열 코일로서, 코일 내주측에 노즐 본체(51)의 하단부로부터 중간부 상방까지를 수용 가능하게 구성되어있다. The outer coil 72 is an induction heating coil accommodated in the heat resistant container 71 and is comprised so that the coil inner peripheral side can accommodate from the lower end part to the upper part of the middle part of the nozzle main body 51.

내코일(73)은 외코일(72)과 동일한 유도 가열 코일로서, 노즐 본체(51)의 상부 개구로부터 내부에 삽입 가능하게 구성되어 있다. The inner coil 73 is an induction heating coil similar to the outer coil 72, and is configured to be inserted therein from the upper opening of the nozzle body 51.

유도 전류 인가 장치는 외코일(72) 및 내코일(73)의 각각에 고주파 유도 전류를 인가하는 장치이다. The induction current applying device is a device for applying a high frequency induction current to each of the outer coil 72 and the inner coil 73.

[연속 주조 방법][Continuous casting method]

본 실시 형태에 관한 연속 주조 방법에 대하여, 상기와 같은 구성의 연속 주조기(1) 및 예열 장치(7)를 사용한 예를 들어 설명한다. The continuous casting method which concerns on this embodiment is demonstrated to the example which used the continuous casting machine 1 and the preheating apparatus 7 of the above structures.

본 실시 형태의 연속 주조 방법은 예열 공정과, 주조 공정과, 인발 공정과, 강괴 형성 공정을 구비하여 구성되어 있다. The continuous casting method of the present embodiment includes a preheating step, a casting step, a drawing step, and a steel ingot forming step.

예열 공정에서는 도 3에 도시하는 예열 장치(7)를 사용하여, 침지 노즐(5)을 고주파 유도에 의하여 예열한다. 구체적으로는, 먼저 턴디쉬(4)로부터 분리된 상태의 침지 노즐(5)에 대하여 예열 장치(7)를 세팅한다. 이 세팅된 상태에서는 노즐 본체(51)는 외코일(72) 내에 수용되고, 노즐 본체(51)의 상부 개구로부터 내부에 내코일(73)이 삽입된 상태로 되어 있다. 또한, 유도 전류 인가 장치에 의하여 외코일(72) 및 내코일(73)에 유도 전류를 인가한다. 이에 의하여 노즐 본체(51)에 함유된 프리카본 근방에 고밀도의 와전류가 발생하여 큰 줄열을 발생시켜 노즐 본체(51) 전체가 균일하게 가열된다. In the preheating step, the immersion nozzle 5 is preheated by high frequency induction using the preheating device 7 shown in FIG. 3. Specifically, first, the preheating device 7 is set for the immersion nozzle 5 in a state separated from the tundish 4. In this set state, the nozzle main body 51 is accommodated in the outer coil 72, and the inner coil 73 is inserted in the inside from the upper opening of the nozzle main body 51. As shown in FIG. In addition, an induction current is applied to the outer coil 72 and the inner coil 73 by the induction current applying device. As a result, a high density eddy current is generated in the vicinity of the free carbon contained in the nozzle body 51 to generate a large Joule heat, and thus the entire nozzle body 51 is uniformly heated.

이 고주파 유도 가열에 의해, 예를 들면, 0.5 내지 2 시간 정도의 가열 시간으로 노즐 본체(51)의 온도는 1100℃ 이상에 달한다. 또한, 예를 들면 노즐 본체(51)를 1100℃ 이상으로 가열하는 경우, 종래와 같이 버너(100)(도 4 참조)로 가열하는 경우에는 각 부분 사이에 최대 500 내지 600℃의 온도 차가 발생하지만, 고주파 유도 가열에 의하면 각 부분 사이에 최대 300℃ 정도의 온도 차밖에 나지 않는다. By this high frequency induction heating, the temperature of the nozzle main body 51 reaches 1100 degreeC or more in the heating time of 0.5 to 2 hours, for example. In addition, for example, when the nozzle body 51 is heated to 1100 ° C. or more, when heating with the burner 100 (see FIG. 4) as in the prior art, a maximum temperature difference of 500 to 600 ° C. occurs between the respective parts. According to the high frequency induction heating, there is only a temperature difference of up to 300 ° C between the parts.

또한, 고주파 유도 가열에 의하면, 종래와 같이 연소 가스를 사용하지 않고 단시간에 예열이 완료되기 때문에, 노즐 본체(51) 중의 C 성분이 소실되기 어렵고, 노즐 본체(51) 중에 있어서의 기공의 확대가 방지된다. 또한, 산화 방지재 중의 SiO2가 노즐 내주부에 확산되지 않고, 노즐 내주부 중에 저융점 물질이 형성되는 경우가 없다. 이 때문에, 후술하는 주조 공정에 있어서 내부를 유통하는 용강에 의하여 노즐 내주부가 용손되어 버리는 것을 방지할 수 있다. In addition, according to the high frequency induction heating, since the preheating is completed in a short time without using the combustion gas as in the prior art, the C component in the nozzle body 51 is hardly lost, and the expansion of the pores in the nozzle body 51 is increased. Is prevented. Further, SiO 2 in the antioxidant is not diffused in the nozzle inner circumference, and a low melting point material is not formed in the nozzle inner circumference. For this reason, in the casting process mentioned later, it can prevent that the nozzle inner peripheral part is melted by the molten steel which distribute | circulates the inside.

주조 공정에서는 도 1에 도시한 연속 주조기(1)를 사용하여 용강의 주조를 실시한다. 먼저, 예열 공정에서 예열된 침지 노즐(5)을 턴디쉬(4)의 주입구(41)에 설치한 후, 레이들(2)의 내부에 용강을 도입한다. 이 용강은 롱 노즐(3)을 거쳐 레이들(2)로부터 턴디쉬(4) 내부로 유동하고, 턴디쉬(4)의 내부에서 정류화(整流化)된다. 이 후, 정류화된 용강을 유량 조정기(도시)로 유출량을 조정하면서, 침지 노즐(5)을 거쳐 몰드(6) 내에 주입하고, 몰드(6)에 있어서 일정한 탕면 레벨을 유지한다. In a casting process, molten steel is cast using the continuous casting machine 1 shown in FIG. First, the immersion nozzle 5 preheated in the preheating step is installed in the inlet 41 of the tundish 4, and then molten steel is introduced into the ladle 2. This molten steel flows from the ladle 2 into the tundish 4 via the long nozzle 3, and is rectified inside the tundish 4. Thereafter, the rectified molten steel is injected into the mold 6 via the immersion nozzle 5 while adjusting the outflow amount with a flow regulator (not shown) to maintain a constant hot water level in the mold 6.

이 주조 공정에 있어서, 용강의 주입을 개시할 때, 예열 공정에서 노즐 본체(51)를 균일하게 예열하고 있기 때문에, 침지 노즐(5)이 용강에 의하여 받는 열 충격이 완화되어, 균열 등의 문제가 발생하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 노즐 내주부 중의 마그네시아는 말할 것도 없고, 스피넬 및 돌로마이트는 각각 MgO를 함유하고, 돌로마이트는 CaO를 함유하기 때문에, 용융 금속 중의 Al2O3 개재물이 노즐 내주부에 부착되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 침지 노즐(5)의 내용성을 향상시킬 수 있다. In the casting step, since the nozzle body 51 is preheated uniformly in the preheating step when starting the injection of molten steel, the thermal shock that the immersion nozzle 5 receives from the molten steel is alleviated, and problems such as cracking and the like are caused. Can be prevented from occurring. In addition, not only the magnesia in the nozzle inner circumference but also the spinel and dolomite each contain MgO, and the dolomite contain CaO, so that Al 2 O 3 inclusions in the molten metal can be prevented from adhering to the nozzle inner circumference. . Therefore, the durability of the immersion nozzle 5 can be improved.

인발 공정에서는 몰드(6) 내에 있어서 냉각·고화시킨 강을 도시하지 않은 롤러 에프론 및 인발 롤에 의하여 아래쪽으로 연속적으로 인출한다.In the drawing process, the steel cooled and solidified in the mold 6 is continuously drawn out by roller fron and drawing roll (not shown).

강괴 형성 공정에서는 당해 인발 롤에 의하여 인발된 강을 절단기에 의하여 소정의 길이로 절단하여, 소정 형상의 주편을 연속적으로 형성한다. In the steel ingot forming process, the steel drawn by the said drawing roll is cut | disconnected to predetermined length with a cutter, and the cast steel of a predetermined shape is continuously formed.

또한, 예열 공정에서는 침지 노즐(5) 외에도 롱 노즐(3) 및 턴디쉬(4)도 예열한다. 또한, 예열 공정에 있어서 침지 노즐(5)을 턴디쉬(4)에 설치하지 않은 상태로 예열하는 것으로 하였지만, 침지 노즐(5)을 턴디쉬(4)에 설치한 상태로 예열을 실시하여도 좋다. In addition, in the preheating step, the long nozzle 3 and the tundish 4 are also preheated in addition to the immersion nozzle 5. In addition, in the preheating step, the immersion nozzle 5 is preheated without being installed in the tundish 4, but preheating may be performed while the immersion nozzle 5 is installed in the tundish 4. .

실시예Example

전술한 본 실시 형태의 효과를 확인하기 위한 실시예에 대하여 설명한다.The example for confirming the effect of this embodiment mentioned above is demonstrated.

[실험 시료]Experimental Sample

실험에 있어서, 이하의 침지 노즐(실시예 1 내지 14, 비교예 1 내지 3)을 작성하였다. 이들 침지 노즐은, 도 2에 도시하는 상기 실시형태의 침지 노즐(5)과 동일한 구조이고, 노즐 본체(51)의 최대 외경 치수는 φ140 mm, 내경 치수는 φ80 mm, 길이 치수는 700 mm로 하였다. 또한, 각 시료에 있어서의 노즐 본체(51)는 각종 무기물의 미분과, 프리카본으로서의 비늘 모양 흑연을 페놀 수지와 함께 혼련한 것을 CIP법으로 성형하고, 이를 환원 소성함으로써 형성하였다. 이하에 각 성분의 내화물 조성을 나타낸다. In the experiment, the following immersion nozzles (Examples 1 to 14 and Comparative Examples 1 to 3) were created. These immersion nozzles have the same structure as the immersion nozzle 5 of the said embodiment shown in FIG. 2, and the maximum outer diameter dimension of the nozzle main body 51 was φ140 mm, the inner diameter dimension was φ80 mm, and the length dimension was 700 mm. . In addition, the nozzle main body 51 in each sample was formed by shape | molding the fine powder of the various inorganic substance, and what knead | mixed the scaly graphite as a free carbon with a phenol resin by CIP method, and reducing and baking it. The refractory composition of each component is shown below.

또한, 모든 노즐에 대하여, 노즐 내주면은 산화 방지재로 피복하였다. 산화 방지재는 SiO2가 80 질량%, Al2O3가 20 질량%로 배합된 것에, 규산 소다를 SiO2와 Al2O3의 총질량 100%에 대하여 30 질량%(SiO2: 35 질량%, Na2O: 18 질량%, 나머지는 수분)를 첨가하여 혼련한 것을 사용하였고, 산화 방지재로는 SiO2: 78 질량%, Al2O3: 16 질량%, Na2O: 6 질량%인 것을 채용하였다.In addition, about all the nozzles, the nozzle inner peripheral surface was coat | covered with antioxidant. The material prevents oxidation SiO 2 80% by weight, Al 2 O 3 are being combined in a 20 mass%, 30 mass% with respect to the sodium silicate to the total mass 100% of SiO 2 and Al 2 O 3 (SiO 2: 35 mass% , Na 2 O: 18% by mass, and the remainder was kneaded), and as an antioxidant, SiO 2 : 78% by mass, Al 2 O 3 : 16% by mass, Na 2 O: 6% by mass Was adopted.

이 산화 방지재의 도포 방법으로서는 스프레이에 의하여 노즐 내주면에 도포하고, 그 후 건조시키는 방법을 사용하였다. As a coating method of this antioxidant, the method of apply | coating to the nozzle inner peripheral surface by spraying, and drying after that was used.

<실시예 1> (2층 구조)Example 1 (two-layer structure)

(내층) 돌로마이트 크링커 79 질량%, 흑연 18 질량%, 바인더 3 질량%(Inner layer) 79% by mass dolomite clinker, 18% by mass graphite, 3% by mass binder

(외층) 알루미나 66 질량%, 실리카 4 질량%, 지르코니아 5 질량%, 흑연 23 질량%, 바인더 2 질량%(Outer layer) 66% by mass of alumina, 4% by mass of silica, 5% by mass of zirconia, 23% by mass of graphite, 2% by mass of binder

<실시예 2> (2층 구조)Example 2 (two-layer structure)

(내층) 마그네시아 17 질량%, 돌로마이트 크링커 62 질량%, 흑연 18 질량%, 바인더 3 질량%(Inner layer) Magnesia 17 mass%, Dolomite clinker 62 mass%, Graphite 18 mass%, Binder 3 mass%

(외층) 알루미나 66 질량%, 실리카 4 질량%, 지르코니아 5 질량%, 흑연 23 질량%, 바인더 2 질량%(Outer layer) 66% by mass of alumina, 4% by mass of silica, 5% by mass of zirconia, 23% by mass of graphite, 2% by mass of binder

<실시예 3> (2층 구조)Example 3 (two-layer structure)

(내층) 마그네시아 17 질량%, 돌로마이트 크링커 62 질량%, 흑연 18 질량%, 바인더 3질량%(Inner layer) Magnesia 17 mass%, Dolomite clinker 62 mass%, Graphite 18 mass%, Binder 3 mass%

(외층) 마그네시아 70 질량%, 흑연 28 질량%, 바인더 2 질량%(Outer layer) 70 mass% magnesia, 28 mass% graphite, 2 mass% binder

<실시예 4> (일체품)Example 4 (integrated product)

마그네시아 70 질량%, 흑연 28 질량%, 바인더 2 질량%Magnesia 70% by mass, Graphite 28% by mass, Binder 2% by mass

<실시예 5> (2층 구조)Example 5 (two-layer structure)

(내층) 마그네시아 17 질량%, 돌로마이트 크링커 62 질량%, 흑연 18 질량%, 바인더 3 질량%(Inner layer) Magnesia 17 mass%, Dolomite clinker 62 mass%, Graphite 18 mass%, Binder 3 mass%

(외층) 알루미나 80 질량%, 흑연 17 질량%, 바인더 3 질량%(Outer layer) 80% by mass of alumina, 17% by mass of graphite, 3% by mass of binder

<실시예 6> (2층 구조)Example 6 (two-layer structure)

(내층) 마그네시아 17 질량%, 돌로마이트 크링커 62 질량%, 흑연 18 질량%, 바인더 3 질량%(Inner layer) Magnesia 17 mass%, Dolomite clinker 62 mass%, Graphite 18 mass%, Binder 3 mass%

(외층) CaO-ZrO2 크링커 80 질량%, 흑연 17 질량%, 바인더 3 질량%(Outer layer) 80 mass% of CaO-ZrO 2 clinker, 17 mass% of graphite, 3 mass% of binder

<실시예 7> (2층 구조)Example 7 (two-layer structure)

(내층) 마그네시아 17 질량%, 돌로마이트 크링커 62 질량%, 흑연 18 질량%, 바인더 3 질량%(Inner layer) Magnesia 17 mass%, Dolomite clinker 62 mass%, Graphite 18 mass%, Binder 3 mass%

(외층) 알루미나 75 질량%, 실리카 5 질량%, 흑연 17 질량%, 바인더 3 질량%(Outer layer) 75% by mass of alumina, 5% by mass of silica, 17% by mass of graphite, 3% by mass of binder

<실시예 8> (2층 구조)Example 8 (two-layer structure)

(내층) 마그네시아 17 질량%, 돌로마이트 크링커 62 질량%, 흑연 18 질량%, 바인더 3 질량%(Inner layer) Magnesia 17 mass%, Dolomite clinker 62 mass%, Graphite 18 mass%, Binder 3 mass%

(외층) 마그네시아 30 질량%, 스피넬 50 질량%, 흑연 17 질량%, 바인더 3 질량%(Outer layer) magnesia 30 mass%, spinel 50 mass%, graphite 17 mass%, binder 3 mass%

<실시예 9> (2층 구조)Example 9 (two-layer structure)

(내층) 마그네시아 17 질량%, 돌로마이트 크링커 62 질량%, 흑연 18 질량%, 바인더 3 질량%(Inner layer) Magnesia 17 mass%, Dolomite clinker 62 mass%, Graphite 18 mass%, Binder 3 mass%

(외층) 알루미나 73 질량%, 실리카 3 질량%, 지르코니아 무라이트 4 질량%, 흑연 17 질량%, 바인더 3 질량% (Outer layer) 73% by mass of alumina, 3% by mass of silica, 4% by mass of zirconia mullite, 17% by mass of graphite, 3% by mass of binder

<실시예 10> (2층 구조)Example 10 (two-layer structure)

(내층) 마그네시아 17 질량%, 돌로마이트 크링커 62 질량%, 흑연 18 질량%, 바인더 3 질량%(Inner layer) Magnesia 17 mass%, Dolomite clinker 62 mass%, Graphite 18 mass%, Binder 3 mass%

(외층) 알루미나 74 질량%, 실리카 3 질량%, 탄화규소 3 질량%, 흑연 17 질량%, 바인더 3 질량%(Outer layer) 74 mass% alumina, 3 mass% silica, 3 mass% silicon carbide, 17 mass% graphite, 3 mass% binder

<실시예 11> (2층 구조)Example 11 (two-layer structure)

(내층) 마그네시아 17 질량%, 돌로마이트 크링커 62 질량%, 흑연 18 질량%, 바인더 3 질량%(Inner layer) Magnesia 17 mass%, Dolomite clinker 62 mass%, Graphite 18 mass%, Binder 3 mass%

(외층) 알루미나 70 질량%, 무라이트 7 질량%, 지르코니아 3 질량%, 흑연 17 질량%, 바인더 3 질량%(Outer layer) 70% by mass of alumina, 7% by mass of lite, 3% by mass of zirconia, 17% by mass of graphite, 3% by mass of binder

<실시예 12> (2층 구조)Example 12 (two-layer structure)

(내층) 마그네시아 17 질량%, 돌로마이트 크링커 62 질량%, 흑연 18 질량%, 바인더 3 질량%(Inner layer) Magnesia 17 mass%, Dolomite clinker 62 mass%, Graphite 18 mass%, Binder 3 mass%

(외층) 알루미나 74 질량%, 실리카 3 질량%, 지르코니아 3 질량%, 흑연 17 질량%, 바인더 3 질량%(Outer layer) 74 mass% alumina, 3 mass% silica, 3 mass% zirconia, 17 mass% graphite, 3 mass% binder

<실시예 13> (2층 구조)Example 13 (two-layer structure)

(내층) 마그네시아 17 질량%, 돌로마이트 크링커 62 질량%, 흑연 18 질량%, 바인더 3 질량%(Inner layer) Magnesia 17 mass%, Dolomite clinker 62 mass%, Graphite 18 mass%, Binder 3 mass%

(외층) 마그네시아 50 질량%, 스피넬 25 질량%, 실리카 5 질량%, 흑연 17 질량%, 바인더 3 질량%(Outer layer) 50% by mass magnesia, 25% by mass spinel, 5% by mass silica, 17% by mass graphite, 3% by mass binder

<실시예 14> (2층 구조)Example 14 (two-layer structure)

(내층) 마그네시아 17 질량%, 돌로마이트 크링커 62 질량%, 흑연 18 질량%, 바인더 3 질량%(Inner layer) Magnesia 17 mass%, Dolomite clinker 62 mass%, Graphite 18 mass%, Binder 3 mass%

(외층) 마그네시아 14 질량%, 돌로마이트 크링커 65 질량%, 흑연 17 질량%, 바인더 3 질량%(Outer layer) 14 mass% magnesia, 65 mass% dolomite clinker, 17 mass% graphite, 3 mass% binder

<비교예 1> (일체품)<Comparative Example 1> (One piece)

코랜덤 66 질량%, 실리카 4 질량%, 지르코니아 5 질량%, 흑연 23 질량%, 바인더 2 질량%Corundum 66% by mass, Silica 4% by mass, Zirconia 5% by mass, Graphite 23% by mass, Binder 2% by mass

<비교예 2> (2층 구조)Comparative Example 2 (two-layer structure)

(내층) 돌로마이트 79 질량%, 흑연 18 질량%, 바인더 3 질량%(Inner layer) 79 mass% dolomite, 18 mass% graphite, 3 mass% binder

(외층) 코랜덤 66 질량%, 실리카 4 질량%, 지르코니아 5 질량%, 흑연 23 질량%, 바인더 2 질량%(Outer layer) 66% by mass of corandom, 4% by mass of silica, 5% by mass of zirconia, 23% by mass of graphite, 2% by mass of binder

<비교예 3> (2층 구조)Comparative Example 3 (two-layer structure)

(내층) 마그네시아 17 질량%, 돌로마이트 크링커 62 질량%, 흑연 18 질량%, 바인더 3 질량%(Inner layer) Magnesia 17 mass%, Dolomite clinker 62 mass%, Graphite 18 mass%, Binder 3 mass%

(외층) 마그네시아 70 질량%, 흑연 28 질량%, 바인더 2 질량%(Outer layer) 70 mass% magnesia, 28 mass% graphite, 2 mass% binder

[고주파 유도 가열에 의한 예열][Preheating by High Frequency Induction Heating]

예열 대상: 실시예 1 내지 14Preheating Targets: Examples 1-14

예열 장치: 도 3에 나타낸 예열 장치(7)와 동일하다. 외코일(72)에는 지름 φ200mm, 길이 500mm의 것을 사용하고, 내코일(73)에는 지름 φ70mm, 길이 300mm의 것을 사용하였다. Preheating device: The same as the preheating device 7 shown in FIG. The outer coil 72 used a diameter of 200 mm and a length of 500 mm, and used the inner coil 73 of a diameter of 70 mm and a length of 300 mm.

유도 전류: 외코일(72)에는 주파수 30kHz, 전류 200A, 전력량 15kW의 유도 전류를 인가하였다. 내코일(73)에는 주파수 37kHz, 전류 200A, 전력량 12kW의 유도 전류를 인가하였다. Induction current: The induction current of frequency 30kHz, current 200A, and power amount 15kW was applied to the outer coil 72. An induction current of frequency 37 kHz, current 200 A, and power amount 12 kW was applied to the coil 23.

예열 시간: 40분Warm up time: 40 minutes

[버너 가열에 의한 예열][Preheating by Burner Heating]

예열 대상: 비교예 1 내지 3Preheating target: Comparative Examples 1 to 3

예열 장치: 도 4에 나타낸 버너(100)를 사용하여 예열하였다. 도 4에 있어서, 침지 노즐(5)을 내열 용기(101) 중에 수용한 상태로 침지 노즐(5)의 상단 개구부로부터 내부에 버너(100)를 삽입하여 연소 가스를 취부하고 있다. Preheating device: It was preheated using the burner 100 shown in FIG. In FIG. 4, the burner 100 is inserted into the combustion gas from the upper end opening of the immersion nozzle 5 while the immersion nozzle 5 is accommodated in the heat-resistant container 101.

연소 가스: COG (Coke-oven Gas: 코크스로 가스)Combustion gas: COG (Coke-oven Gas)

공기비: 1.2Air Cost: 1.2

예열 시간: 90분Warm up time: 90 minutes

[주조 시험] [Casting test]

실험 대상: 실시예 1 내지 14, 비교예 1 내지 3Test subject: Examples 1-14, Comparative Examples 1-3

연속 주조기: 도 1에 나타낸 상기 실시 형태의 연속 주조기(1)와 동일한 것을 사용하였다(8 차지).Continuous casting machine: The same thing as the continuous casting machine 1 of the said embodiment shown in FIG. 1 was used (8 charge).

주조 방법: 상기 실시 형태에 있어서 주조 공정과 동일하다. 구체적으로는 각 침지 노즐(5)을 단체(單體)로 예열한 후, 각각 턴디쉬(4)에 설치하고, 예열 종료 시점부터 5분 후에 주조를 개시하였다.Casting method: It is the same as the casting process in the said embodiment. Specifically, after each of the immersion nozzles 5 were preheated in a single body, they were installed in the tundish 4, respectively, and casting was started 5 minutes after the end of the preheating.

강종: 저탄소강Grade: Low Carbon Steel

몰드 파우더의 염기도: 1.0Basicity of mold powder: 1.0

조업 시간: 합계 360분Operating time: 360 minutes total

[실험 결과][Experiment result]

실시예 1 내지 14, 비교예 1 내지 3의 침지 노즐(5)에 대하여, 상기 주조 실험의 결과(알루미나 부착 지수, 용손 속도 지수, 트러블 발생 지수)를, 각 내화물의 조성 및 구성 광물과 함께 이하의 표 1 내지 3에 나타낸다. For the immersion nozzles 5 of Examples 1 to 14 and Comparative Examples 1 to 3, the results of the casting experiment (alumina adhesion index, melt loss rate index, trouble occurrence index) together with the composition of each refractory and the constituent minerals were as follows. It shows in Tables 1-3.

알루미나 부착 지수: 비교예 1에 대한 알루미나 부착량(주조 후에 있어서의 노즐 내주면에 부착된 알루미나층의 최대 두께 치수를 조업 시간으로 나눈 것)을 100으로 한 경우에 있어서, 실시예 1 내지 14 및 비교예 2, 3에 대한 당해 알루미나 부착량을 지수화한 것이다. Alumina adhesion index: Examples 1-14 and a comparative example in the case where the alumina adhesion amount (the maximum thickness dimension of the alumina layer adhering to the nozzle inner peripheral surface after casting divided by operation time) with respect to the comparative example 1 is set to 100, The alumina adhesion amounts for 2 and 3 are indexed.

용손 속도 지수: 비교예 2에 대한 용손 속도(주조 후에 있어서 노즐 내주부가 용손한 양을 조업 시간으로 나눈 것)을 100으로 한 경우에 있어서의 실시예 1 내지 14 및 비교예 1, 3에 대한 당해 용손 속도를 지수화한 것이다.  Melt loss rate index: With respect to Examples 1-14 and Comparative Examples 1 and 3 in the case where melt rate (comparative amount divided by operating time after nozzle casting was divided by operating time) was 100 for Comparative Example 2. The melt loss rate is indexed.

트러블 발생 지수: 비교예 2에 대한 트러블 발생률(주조한 회수와 절손이나 균열 등의 문제가 발생한 회수와의 비)을 100으로 한 경우에 있어서, 실시예 1 내지 14 및 비교예 1, 3에 대한 트러블 발생율을 지수화한 것이다. Trouble occurrence index: When the trouble occurrence rate (ratio between the number of castings and the number of times that a problem such as breakage or cracking occurred) of Comparative Example 2 was set to 100, Examples 1 to 14 and Comparative Examples 1 and 3 It is an index of trouble occurrence rate.

Figure pct00001
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Figure pct00002
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Figure pct00003
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[검토 1: 알루미나 부착 지수에 대하여]Review 1: About Alumina Adhesion Index

실시예 1의 노즐 내주부는 돌로마이트 크링커와 흑연 등으로 이루어지는 내화물로 구성되고, 실시예 2 내지 14의 노즐 내주부는 마그네시아, 돌로마이트 크링커, 흑연 등으로 이루어지는 내화물로 구성되어 있다. 또한, 비교예 1의 노즐 내주부는 알루미나, 실리카, 지르코니아 및 흑연 등으로 이루어지는 내화물로 구성되어 있고, 마그네시아나 돌로마이트 크링커가 함유되어 있지 않다. The nozzle inner peripheral part of Example 1 is comprised from the refractory body consisting of a dolomite clinker, graphite, etc., and the nozzle inner peripheral part of Examples 2-14 is comprised from the refractory body consisting of magnesia, a dolomite clinker, graphite, etc. In addition, the nozzle inner peripheral part of the comparative example 1 is comprised from the refractory body which consists of alumina, a silica, a zirconia, graphite, etc., and does not contain magnesia or a dolomite clinker.

표 1 내지 3의 알루미나 부착 지수로부터, 비교예 1의 노즐 내주부에는 알루미나가 부착되고, 실시예 1 내지 14의 노즐 내주부에는 모두 알루미나가 부착되지 않은 것을 알 수 있다. 또한, 표 1 내지 3에는 개시하지 않았지만, 노즐 내주부에 스피넬을 함유하는 경우에도 마찬가지로 노즐 내주부에는 알루미나가 부착되지 않았다. From the alumina adhesion index of Tables 1-3, it turns out that alumina adheres to the nozzle inner peripheral part of Comparative Example 1, and alumina does not adhere to the nozzle inner peripheral parts of Examples 1-14. In addition, although not disclosed in Tables 1 to 3, alumina was not attached to the nozzle inner circumference similarly even when the spinel was contained in the nozzle inner circumference.

이에 의하여, 노즐 내주부에 적어도 MgO가 함유됨으로써 알루미나의 난부착성을 향상시킬 수 있는 것을 알 수 있다. Thereby, it turns out that the hard-adhesion property of alumina can be improved by containing at least MgO in a nozzle inner peripheral part.

[검토 2: 용손 속도 지수에 대하여] [Review 2: About Yongson Velocity Index]

실시예 1과 비교예 2는 내층 및 외층을 구성하는 내화물이 동일하고, 실시예 1의 예열 방법이 고주파 유도 가열(IH)이고, 비교예(2)는 버너에 의한 예열이라는 점에서 다르다. 표 1에 있어서, 이들에 대한 용손 속도 지수를 보면, 실시예 1의 용손 속도 지수는 비교예 2에 비해 20% 낮은 값으로 되어 있다. 이에 의하여, 단순하게 고주파 유도 가열로 예열하는 것만으로 용강에 의한 용손을 억제할 수 있다는 것을 알게 되었다. In Example 1 and Comparative Example 2, the refractory material which comprises an inner layer and an outer layer is the same, the preheating method of Example 1 is high frequency induction heating (IH), and the comparative example (2) differs in that it is preheating by a burner. In Table 1, when the melt loss rate index for these is shown, the melt loss rate index of Example 1 is 20% lower than that of Comparative Example 2. As a result, it was found that the melt loss caused by molten steel can be suppressed simply by preheating by high frequency induction heating.

또한, 실시예 1에서는 내층의 골재는 돌로마이트 크링커 1종을 함유하고, 실시예 2, 3에서는 내층의 골재는 돌로마이트 크링커 및 마그네시아의 2종을 함유한다. 표 1에 있어서, 이들에 대한 용손 속도 지수를 보면, 실시예 2, 3의 용손 속도 지수는 실시예 1에 비해 12.5% 낮은 값으로 되어 있다. 이들에 의하여 내층에 마그네시아 및 돌로마이트 크링커의 혼합물을 사용함으로써 용강에 의한 용손을 더욱 억제할 수 있다는 것을 알게 되었다. In addition, in Example 1, the aggregate of the inner layer contains one type of dolomite clinker, and in Examples 2 and 3, the aggregate of the inner layer contains two kinds of dolomite clinker and magnesia. In Table 1, when the melt loss rate indexes for these are shown, the melt loss rate indexes of Examples 2 and 3 are 12.5% lower than those of Example 1. They have found that by using a mixture of magnesia and dolomite clinker in the inner layer, it is possible to further suppress melting loss by molten steel.

또한, 실시예 4에서는 골재는 마그네시아만으로 되어 있고, 표 1에 있어서 용손 속도 지수를 보면, 실시예 4의 용손 속도 지수는 실시예 1과 동일한 값으로 되어 있다. 이에 의하여 노즐 내주부 중의 골재로서 돌로마이트만, 또는 마그네시아만을 사용한 경우, 동일한 정도의 용손을 억제할 수 있다는 것을 알게 되었다. 또한, 표 1에는 도시하지 않았지만, 노즐 내주부의 골재로서 스피넬만을 사용한 경우와 마찬가지로 용손을 억제할 수 있었다. In addition, in Example 4, aggregate is magnesia only, and when a melt loss rate index is shown in Table 1, the melt loss rate index of Example 4 is set to the same value as Example 1. FIG. As a result, when only dolomite or magnesia was used as the aggregate in the nozzle inner circumference, it was found that the same amount of melting loss could be suppressed. In addition, although not shown in Table 1, melt loss could be suppressed similarly to the case where only a spinel was used as aggregate for the inner peripheral part of a nozzle.

[검토 3: 트러블 발생 지수에 대하여][Review 3: About trouble occurrence index]

실시예 1과 비교예 2는 내층 및 외층을 구성하는 내화물이 동일하고, 실시예 1의 예열 방법이 고주파 유도 가열(IH)이고, 비교예 2는 버너에 의한 예열인 점에서 다르다. 표 1에 있어서 이에 대한 트러블 발생 지수를 보면, 실시예 1의 트러블 발생 지수는 비교예 2에 비해 80% 낮은 값으로 되어 있다. 이로부터 단순히 고주파 유도 가열로 예열하는 것만으로, 주조 공정에 있어서, 용강의 주입을 개시할 때에 균열 등의 문제가 발생하는 빈도를 현저하게 감소시킬 수 있다는 것을 알게 되었다. In Example 1 and Comparative Example 2, the refractory material which comprises an inner layer and an outer layer is the same, the preheating method of Example 1 is high frequency induction heating (IH), and the comparative example 2 differs in the preheating by a burner. Looking at the trouble occurrence index in Table 1, the trouble occurrence index of Example 1 is 80% lower than in Comparative Example 2. From this, it was found that by simply preheating by high frequency induction heating, it is possible to remarkably reduce the frequency of problems such as cracking when starting the injection of molten steel in the casting process.

또한, 본 발명은 전술한 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 범위에서의 변형, 개량 등은 본 발명에 포함된다. 예를 들면 각 내화물의 조성 및 구성 광물은 실시예 1 내지 14의 것에 한정되지 않는다. 즉, 적어도 노즐 내주부에 마그네시아, 스피넬 및 돌로마이트 크링커 중 어느 하나가 함유되어 있으면, 본 발명에 포함되는 것이다. In addition, this invention is not limited to the Example mentioned above, A deformation | transformation, improvement, etc. in the range which can achieve the objective of this invention are contained in this invention. For example, the composition and the constituent mineral of each refractory are not limited to the thing of Examples 1-14. That is, if any one of magnesia, spinel, and dolomite clinker is contained in the nozzle inner peripheral part at least, it is included in this invention.

산업상 이용 가능성Industrial availability

본 발명에 따르면, 침지 노즐을 구성하는 내화물 중에 프리카본이 존재함으로써, 고주파 유도 가열로 당해 프리카본을 선택적으로 가열할 수 있고, 침지 노즐을 균일하게 예열할 수 있다. 이 때문에, 예열 후, 주조 개시시에 있어서 침지 노즐에 균열 등의 문제가 발생하는 것을 방지할 수 있고, 또한 용융 금속에 의한 노즐 내주부의 용손을 억제할 수 있다. 또한, 스피넬 및 돌로마이트 크링커는 각각 MgO를 함유하고, 돌로마이트 크링커는 CaO를 함유하며, 이들 광물을 함유하는 내화물로 침지 노즐을 형성하고 있기 때문에, 용융 금속 중의 Al2O3 개재물이 노즐 내주부에 부착되는 것을 방지할 수 있다. 따라서 침지 노즐의 내용성을 향상시킬 수 있다. According to the present invention, the presence of free carbon in the refractory constituting the immersion nozzle makes it possible to selectively heat the free carbon by high frequency induction heating, and to uniformly preheat the immersion nozzle. For this reason, after preheating, problems such as cracking and the like in the immersion nozzle can be prevented at the start of casting, and melting of the nozzle inner circumference due to the molten metal can be suppressed. In addition, since the spinel and dolomite clinker each contain MgO, the dolomite clinker contains CaO, and the immersion nozzles are formed with refractory containing these minerals, so that Al 2 O 3 inclusions in the molten metal adhere to the nozzle inner circumference. Can be prevented. Therefore, the durability of the immersion nozzle can be improved.

Claims (4)

용융 금속의 연속 주조 방법에 사용되는 침지 노즐로서, 마그네시아와 스피넬과, 돌로마이트 크링커와, 마그네시아 및 스피넬의 혼합물과, 마그네시아 및 돌로마이트 크링커의 혼합물 중 어느 하나 및 프리카본을 함유하여 구성되는 내화물로 형성되어 있고, 고주파 유도 가열에 의하여 예열되는 것을 특징으로 하는 침지 노즐. An immersion nozzle used in a continuous casting method of molten metal, which is formed of a refractory comprising magnesia and spinel, a dolomite clinker, a mixture of magnesia and spinel, a mixture of magnesia and dolomite clinker, and free carbon And preheated by high frequency induction heating. 제1항에 있어서, 용융 금속이 유통되는 노즐 내주부를 형성하는 내층 및 상기 내층의 외측을 피복하는 상태로 적층 형성된 외층으로 이루어진 2층 구조로 되어 있고, 상기 내층은 마그네시아와, 스피넬과, 돌로마이트 크링커와, 마그네시아 및 스피넬의 혼합물과, 마그네시아 및 돌로마이트 크링커의 혼합물 중에서 어느 하나 및 프리카본을 함유하여 구성된 내화물로 형성되고, 상기 외층은 상기 내층과 조성 및 배합 중 어느 하나가 다른 내화물로서, 알루미나, 무라이트, 실리카, 지르코니아, CaO-ZrO2 크링커, 스피넬, 마그네시아, 지르코니아 무라이트 및 탄화 규소 중에서 1종 내지 3종과, 프리카본을 함유하여 구성된 내화물 또는 돌로마이트 크링커와, 지르코니아, CaO-ZrO2 크링커 및 마그네시아 중에서 1종 또는 2종과, 프리카본을 함유하여 구성된 내화물로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 침지 노즐. 2. The structure of claim 1, wherein the inner layer forms a nozzle inner circumferential portion through which molten metal flows and an outer layer laminated in a state covering the outer side of the inner layer, wherein the inner layer is magnesia, spinel, and dolomite. And a refractory comprising a clinker, a mixture of magnesia and spinel, and a mixture of magnesia and dolomite clinker and free carbon, wherein the outer layer is a refractory comprising any of the composition and blending of the inner layer as alumina, Refractory or dolomite clinkers comprising one to three of mousite, silica, zirconia, CaO-ZrO 2 clinker, spinel, magnesia, zirconia mousite and silicon carbide, and refractory or dolomite clinker containing free carbon, zirconia, CaO-ZrO 2 clinker And refractory comprising one or two of magnesia and free carbon. An immersion nozzle, characterized in that it is formed from a. 제1항 또는 제2항에 있어서, 적어도 용융 금속이 유통하는 노즐 내주면은 실리카를 함유하는 산화 방지재로 피복되어 있는 것을 특징으로 하는 침지 노즐.The immersion nozzle according to claim 1 or 2, wherein at least the inner circumferential surface of the nozzle through which the molten metal flows is coated with an antioxidant containing silica. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나에 기재된 침지 노즐을 고주파 유도 가열에 의하여 예열하는 예열 공정과, 상기 예열 공정에서 예열된 상기 침지 노즐을 통하여 턴디쉬로부터 몰드에 용융 금속을 주입하는 주조 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 연속 주조 방법. A preheating step of preheating the immersion nozzle according to any one of claims 1 to 3 by high frequency induction heating, and a casting step of injecting molten metal into a mold from a tundish through the immersion nozzle preheated in the preheating step. Continuous casting method characterized in that it comprises.
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