KR930000004B1 - 주조 장치의 용융 금속 배출 노즐 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

주조 장치의 용융 금속 배출 노즐

제1도는 본 발명에 의한 노즐의 한 가지 실시예의 종단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

13 : 본체부 12 : 내면부

14 : 노즐 구멍

본 발명은 주조 장치에 이용되는, 용융금속 배출용 노즐에 관한 것이다.

연속 배출용 침지 노즐 같은 용융 금속 배출용 노즐의 재료로 알루미늄-흑연 및 지르콘-흑연이 널리 이용되어 왔다. 이들 재료는 용융된 강에 대한 내식성이 우수하지만 열전도율이 높기 때문에 모재가 용착되는 경향을 가진다는 문제가 있다. 특히 알루미늄 킬드 강(killed steel)같은 알루미늄 함량이 높은 강의 경우에는 Al₂O₃같은 알루미늄 산화물이 용착되어 노즐의 구멍이 막히는 경향이 있어 주조 작업을 중단할 필요가 있다.

모재의 용착에 의한 폐색에 대하여는 예열 조건 및 절연을 개선시키는 등의 대책으로 약간의 효과를 볼 수 있다.

한편 알루미늄 산화물로 인한 폐색을 방지하기 위하여 노즐 구멍을 형성하는 내면부에 다공성 내화물(porous refractory)을 구비시켜 이를 통하여 불활성 가스를 공급하는 슬릿형 침지 노즐이 이용되었다. 그러나 슬릿형 침지 노즐은 다음과 같은 결점이 있다.

용융 금속의 배출구와 인접하게 슬릿을 형성시키기 어렵기 때문에 배출구 근처에서의 금속 용착 및 폐색을 방지하기가 거의 불가능하다. 또한, 배출과정이 반복되는데 따라 다공성 내화물에 함유된 탄소는 서서히 산화되는 반면 SiO₂는 C-CO 환원 분위기와 반응하여 SiO로 되어 이 상태로 소산된다. 이에 따라 다공성 내화물의 가스 투과도가 증가하고 불활성 가스의 투과 속도 조절이 어려워진다. 또, 불활성 가스 공급이 증가되면 주강 내에 핀홀 형성이 촉진된다.

노즐 재료를 개선하여 폐색을 방지하는 여러가지 방안이 시도되었다. 예를 들면 일본 특허 출원 공개 제57-71860호에는 CaO-흑연 형 내화물을 사용하여 노즐 성분이 용융 강의 Al₂O₃와 반응하여 CaO-Al₂O₃형 저융점 물질이 생성되도록 함으로써 내면에 용착되려는 경향이 있는 Al₂O₃를 배제하는 방법이 제안되어 있다.

그러나 CaO-Al₂O₃형 물질은 항상 저융점 물질로 되지는 않으며 Al₂O₃용착의 코어(core)가 되어 폐색을 촉진하는 고융점 물질로 형성될 수도 있다.

본 발명의 목적은 노즐 구멍의 폐색을 효과적으로 방지할 수 있는, 주조 장치에 이용되는 용융 금속 배출용 노즐을 제공하는 것이다.

이 목적은 주조 장치에 이용되는 용융 금속 배출용 노즐에 있어서, 적어도 상기 노즐의 노즐 구멍을 형성하는 내면부가 CaO와 SiO₂를 포함하는 내화물로 제작되고, 상기 SiO₂에 대한 상기 CaO의 비가 0.18 내지 1.86이며, 상기 내면부의 Al₂O₃함량이 상기 CaO 및 SiO₂총 중량의 10중량% 이하인 노즐에 의하여 달성된다.

상술한 바와 같이 본 발명에 의하면 폐색을 효과적으로 방지할 수 있는, 주조 장치에 이용되는 용융 금속 배출용 노즐이 제공된다.

본 발명의 노즐(청구범위 제1항)에서는 내면부의 CaO대 SiO₂의 비가 0.18 내지 1.86으로 되어, Al₂O₃가 내면에 융착된 경우에도 CaO및 SiO₂와 반응하여 용융 강의 온도보다 융점이 낮은 화합물을 형성하고 용융 강 내로 녹아들어가 넓은 범위의 작업 조건에서 폐색이 일어나지 않는 노즐이 제공된다.

CaO와 SiO₂의 비가 상기 범위를 벗어나면 요구되는 저융점 액체 상이 효과적으로 생성되지 않는 대신 Al₂O₃의 CaO와 고체상 반응으로부터 고융점 칼슘 알루미네이트가 생성되고, 이러한 고융점 화합물은 Al₂O₃용착의 코어 역할을 한다. Al₂O₃의 함량이 CaO 및 SiO₂의 전중량의 10중량% 이상이 되면 Al₂O₃가 CaO 및 SiO₂와 반응하여 노즐 자체의 융점이 낮아져 용융에 의한 손상이 생기기 쉬워진다.

본 발명에서 주조 작업중 내면에 용착된 Al₂O₃는 CaO 및 SiO₂와 화학 반응을 일으켜 융점이 1,500℃ 이하인 액체상을 생성시킨다. 이 액체상은 용융된 강과 함께 유출되어 내면에 Al₂O₃의 용착 및 집적이 발생하지 않는다.

이하 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

제1도는 본 발명에 의한 노즐의 단면도이다. 이 노즐에서 본체부(13)는 통상적인 내화물(주성분 Al₂O₃및 C)로 제작되고, 노출 구멍(14)이 형성된 내면부(12)는 규정된 비의 CaO 및 SiO₂를 함유한다. 실시예 11 내지 19의 노즐에서 내면부(12)의 조성 및 CaO대 SiO₂의 비는 표에 기재되어 있다. 비교실시예 11 내지 13의 노즐도 비교를 위하여 표에 기재되어 있다.

이들 노즐은 각각 동일한 턴디쉬에 장착되어 알루미늄 킬드강을 연속적으로 5회 주조하였다. 주조 작업후 각 노즐에 대하여 A-A단면(제1도)을 따라 노즐 구멍(14)의 감소율을 측정하고, 그 결과를 표의 최하단에 나타내었다.

표에 기재된 바와 같이 본 발명에 의한 실시예 11 내지 19의 노즐은 비교실시예 11 내지 13의 노즐에 비하여 감소율이 1/3이하이면 이는 본 발명이 폐색 방지에 큰 효과가 있음을 나타낸다.

본 발명의 노즐에서 SiO₂는 일부가 Si로 치환될 수 있다. 또는 내면에서 SiO₂로 산화되므로 이 경우에도 상술한 것과 동일한 효과를 얻을 수 있다.

이상 본 발명은 바람직한 실시예에 대하여 설명되었지만 이 분야에서 숙달된 자는 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 여러가지 수정 및 변경을 가할 수 있을 것이다. 예를 들면, 내면부의 조성에 있어, 특정 조건(Al₂O₃의 함량이 SiO 및 CaO 총 중량의 10중량% 미만)이 충족된다면 실시예 11 내지 19에서 이용된 것과 다른 물질을 이용할 수도 있다.

[표]

Claims (2)

1. 주조 장치에 이용되는 용융 금속 배출용 노즐에 있어서, 적어도 상기 노즐의 노즐 구멍을 형성하는 내면부가 CaO와 SiO₂를 포함하는 내화물로 제작되고, 상기 SiO₂에 대한 상기 CaO의 비가 0.18 내지 1.86이며, 상기 내면부의 Al₂O₃함량이 상기 CaO 및 SiO₂총 줄양의 10중량% 이하인 노즐.
2. 제1항에 있어서, 상기 SiO₂가 부분적으로 Si로 치환된 노즐.