KR0137395B1 - 레들의 와류억제방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 제강을 포함하여 정련조업을 사용되는 레들(ladle)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 용탕탕면의 저하시 용탕에서의 회전와류의 형성을 억제함으로써 레들내 슬래그(slag)가 말려들어가는 것을 방지하고, 잔탕량도 최대한 적게하기 위해서 주입노즐(nozzle)과 레들 벽간에 설치한 와류억제핀(fin)으로 인하여 레들의 와류를 억제할 수 있는 방법에 관한 것이다.

주입노즐을 통하여 용탕을 공급하는 레들에 있어서, 주입노즐과 이것과의 거리가 가장 가까운 레들벽면에 걸쳐 ㄴ자형태의 배열로 판상의 두개 핀을 설치하며, 상기 핀들은 주입노즐구를 중심으로 방사되는 형태로 배열되며, 이 핀들은 그 하면과 레들벽 방향의 면이 레들내화물에 부착되게 하여 와류의 형성을 억제시키는 한편 상기 핀들이 서로 이루는 각은 30도이상 120도이하이며, 핀의 높이는 핀의 하면 장변 길이의 1/3배 이상되도록 함을 특징으로 한다.

이상과 같은 본 발명은 제강을 포함하는 정련조업에서 사용되는 레들내에서, 용탕이 회전하는 와류가 형성되는 것을 억제하며, 레들 슬래그의 혼입을 방지하고, 잔탕량을 감소시킬 수 있는 우수한 효과가 있는 것이다.

Description

레들의 와류억제방법

제1도는 레들에서 용탕탕면이 저하될때 형성되는 와류의 거동을 도시한 개략도,

제2도는 본 발명의 방법1에 의한 와류억제핀의 설치상태를 도시한 것으로서, (a)는 평면도, (b)는 (a)의 A-A'선 단면구성도.

제3도는 본 발명의 방법2에 의한 와류억제핀의 설치상태를 도시한 것으로서, (a)는 평면도, (b)는 (a)의 A-A'선 단면구성도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 래들2 : 주입노즐

3 : 턴디쉬4 : 몰드

5 : 탕면6 : 와류

7 : 슬래그8 : 래들벽면

9 : 와류억제핀10 : 핀이 이루는 각도

본 발명은 제강을 포함하여 정련조업에 사용되는 레들(ladle)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 용탕탕면의 저하시 용탕에서의 회전와류의 형성을 억제함으로써 레들내 슬래그(slag)가 말려들어가는 것을 방지하고, 잔탕량도 최대한 적게하기 위해서 주입노즐(nozzle)과 레들벽간에 설치한 와류억제핀(fin)으로 인하여 레들의 와류를 억제할 수 있도록 한 레들의 와류억제방법에 관한 것이다.

제강조업은 제1도에 도시한 바와같이 레들(1)의 용탕은 주입노즐(2)을 통하여 턴디쉬(tundish)(3)로 공급된다.

상기와 같이 주입된 용탕은 턴디쉬(3)를 거쳐 몰드(mold)(4)에서 응고된다.

조업이 진행됨에 따라 레들(1)내의 용탕의 탕면(5)은 점차 하강하여 어느시점에 이르면 주입노즐의 상부에 와류(vortex)(6)가 형성되면서 탕면 상부의 슬래그(7)가 용탕과 함께 혼입되어 턴디쉬(3)와 몰드(4)로 유출된다.

이때 유입되는 슬래그(7)는 주편내에 비금속개재물로 잔류하거나, 슬래그(7)에 함유된 산소에 의해 용탕이 산화됨으로써 주편의 품질을 나쁘게 하는 요인이 된다.

또한, 이러한 품질의 악화를 막기위해서는 와류가 형성되기 이전에 조업을 중단하여야 하며, 이에 따라 레들(1)내에는 일정량의 용탕이 잔류하게 되며, 이는 실수율을 크게 감소시킨다.

따라서, 와류의 생성시기를 가능한한 늦게 유도시키거나 억제하여야만이 용탕의 실수율과 주편의 품질을 향상시킬 수 있다.

그러나 종래에는 첫번째로 내부에 철재를 삽입시킨 구형 또는 판상의 내화물을 슬래그와 용탕탕면간에 위치시켜 와류형성을 억제하는 방법1(대한민국 특허공고번호 제81-197호, 제86-11571호),

두번째로, 불활성 가스를 탕면 상부에 불어넣어 슬래그가 그 주위로 밀려나게 하여 슬래그의 혼입을 억제하는 방법2(대한민국 특허출원번호 제92-9531호),

세번째로 턴디쉬에서 턴디쉬벽과 주입노즐사이에 댐(dam)을 설치하여 와류의 생성시기를 늦추는 방법3(대한민국 실용신안출원번호 제93-30073호)이 알려져 있다.

그러나, 상기의 알려진 방법에 있어서는,

방법1은 와류발생시점의 와류부위에 정확히 투입하지 않으면 상기 와류발생의 억제 효과가 없을 뿐만아니라, 매번 작업자가 상기형의 내화물을 던져 넣어야 하는 번거로움이 있어서 레들에게서는 적용되지 않고 있으며,

방법2는 가스취입시 용강과 슬래그의 비산이 심하고, 매우 깊은 컵(cup)형태의 레들에는 이를 적용하기가 어려운 문제점이 있다.

방법3은 댐의 시공방법이 용이한 방법이나, 최적의 댐의 위치, 갯수 및 배열들이 정립되어 있지 않아 와류의 억제효과가 미흡할 뿐만아니라, 턴디쉬와는 용기형상이 근본적으로 다르고 용탕이 유동되는 패턴(pattern)도 다른 레들에서 턴디쉬와 동일한 효과를 기대하기는 어려운 문제점이 있었다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 제반문제점을 감안하여 이를 해소하고자 고안한 것으로 제강을 포함하는 정련조업에서 사용되는 레들내에서, 용탕이 회전하는 와류가 형성되는 것을 억제하며, 레들에 슬래그의 혼입을 방지하고, 잔탕량을 최소화할 수 있는 와류억제핀을 제공하여 와류의 생성을 억제함으로서 주편의 품질향상을 도모하고자 하는데 목적이 있는 것이다.

이와같은 목적을 갖는 본 발명은 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은, 주입노즐(2)을 통하여 용탕을 공급하는 레들(1)에 있어서, 주입 노즐(2)과 이것과의 거리와 가장 가까운 레들벽면(8)에 걸쳐 ㄴ자형태의 배열로 판상의 두개 와류억제핀(9)을 설치하며, 상기 와류억제핀(9)들은 주입노즐(2)구를 중심으로 방사되는 형태로 배열되며, 이 와류억제핀(9)들은 그 하면과 레들벽 방향의 레들벽면(8)이 레들 내화물에 부착되게 하여 와류(6)의 형성을 억제시키는 것을 특징으로 하는 레들의 와류억제핀을 설치하는 것이다.

또한, 상기 와류억제핀(9)들이 서로 이루는 각은 30도이상 120도이하이며, 와류억제핀(9)의 높이는 와류억제핀(9)의 하면 장변 길이의 1/3배 이상임을 특징으로 하는 레들(1)의 와류억제핀(9)을 설치하여서 된 것이다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.

이와같이 된 본 발명의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.

[실시예 1]

본 발명은 250톤 용량의 실레들을 1/6로 축소하여 수 모델용 레들(1)을 투명한 아크릴로 제작하고, 그 레들(1)을 빠져나가는 물의 유량을 동일하게 하고, 와류(6)가 발생하기 시작하는 수면의 높이를 측정하였다.

표1은 상기 종래의 방법3 및 본 발명의 방법들에 대한 와류(6) 발생기를 측정한 것이다. 상기 와류(6) 발생시기는 다음식과 같이 계산한 것으로 와류(6) 발생시의 주입진행율을 의미한다.

본 발명의 방법1과 방법2는 각각 제2도와 제3도에서 도시된 바와 같이 2개의 와류억제핀(9)이 주입노즐(2)과 레들벽면(8)과의 사이에 와류억제핀(9)을 서로 직각을 이루게 배열한 것이다.

이때, 와류억제핀(9)의 높이는 와류억제핀(9)의 하면 장변길의 2/3배이다.

아무런 장치가 없는 경우에는 와류(6)가 주입이 92.2% 진행되는 시기에 발생되었으며, 종래의 방법3은 93.9%에 아무런 장치가 없는 경우보다 늦게 발생되었다.

본 발명의 경우는 방법1과 방법2가 동일하게 상기법보다 늦은 95.4%에 발생하는 우수한 결과를 나타내었다.

[실시예 2]

또한 본 발명은 상기 실시예에서 두개의 와류억제핀(9)이 존재하는 경우가 1개의 댐이 있는 경우보다 와류(6)의 억제효과가 우수한 것을 확인하였다.

그러나 두개의 와류억제핀(9)이 이루는 각도(10)가 변함에 따라 그 효과가 변화되기 때문에 적당한 각도가 요구된다.

이를 위해 실시예 1의 수모델을 이용하여 두개의 와류억제핀(9)이 이루는 각도를 변경시키면 와류(6) 발생시기를 측정하여 표2에 나타내었다.

각도가 커짐에 따라 와류억제효과가 증가되다가 120도이상으로 증가하면 현저히 와류(6) 억제효과가 감소되고 있다.

한편 종래방법3과 비교할 때 두개의 와류억제핀(9)이 이루는 각도를 30도 이상, 120도 이하가 되도록 하여서 와류(6) 억제효과가 가장 우수함을 알 수 있다.

[실시예 3]

와류억제핀(9)의 크기가 와류(6) 억제효과에 큰 영향을 미치므로, 적정한 크기의 와류억제핀(9)이 요구된다.

이를 위해서 실시예1의 수모델을 이용하여 와류억제핀(9)의 크기를 변경하면서 와류(6) 발생시기를 측정하여 표3에 각도별로 나타내었다.

이때, 와류억제핀(9)의 높이를 와류억제핀(9)의 하면 장변 길이의 1/6에서 2배까지 증가시켰다.

각도에 관계없이 높이가 증가함에 따라 와류(6) 억제효과가 증가함을 알 수 있으며, 종래방법3과 비교할 때 와류억제핀(9)의 높이가 장변길이의 1/3배 이상으로 커야 우수한 억제효과를 얻을 수 있다.

이상과 같은 본 발명은 제강을 포함하는 정련조업에서 사용되는 레들(1) 내에서, 용탕이 회전하여 와류(6)가 형성되는 것을 억제하며, 레들 슬래그(7)의 혼입을 방지하고, 잔탕량을 감소시킬 수 있는 우수한 효과가 있는 것이다.

Claims (1)

1. 주입노즐을 통하여 용탕을 공급하는 레들에 있어서, 주입노즐(2)과 이것과의 거리와 가장 가까운 레들벽면(8)에 걸쳐 ㄴ자형태의 배열로 판상으로 형성된 두개의 와류억제핀(9)을 설치하되, 상기 와류억제핀(9)들은 주입노즐(2)구를 중심으로 방사되는 형태로 배열한 것과, 이 와류억제핀(9)들은 그 하면과 레들벽 방향의 레들벽면(8)이 레들 내화물에 부착되게 하여 와류(6)의 형성을 억제시키도록 상기 와류억제핀(9)들이 서로 이루는 각을 30도이상 120도이하로 설치한 것과, 와류억제핀(9)의 높이를 와류억제핀(9)의 하면 장변 길이의 1/3배 이상되도록 함을 특징으로 하는 레들의 와류억제방법.