KR100467233B1 - Continuous casting mold with lubrication injection road - Google Patents
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Abstract
본 발명은 소(小)단면의 빌렛을 생산하는 연주기의 주형에 있어서, 용강의 응고셀과 주형내부면 사이에 윤활작용을 원활하게 수행할 수 있는 윤활유 주입로를 구비한 연속주조 주형을 제공하는 데 그 목적이 있다.The present invention provides a continuous casting mold having a lubricant injection passage capable of smoothly lubricating between a solidification cell of a molten steel and a mold inner surface in a mold of a player producing a billet of a small cross section. Its purpose is to.
본 발명에 따르면, 수냉주형(5)의 상부에 내화물 몰드(15)가 설치되어 상하방향으로 진동하며, 내화물 몰드(15)로 공급된 용강(1)이 수냉주형(5)을 통과하면서 응고되어 빌렛(billet)을 형성하는 연속주조 주형에 있어서, 수냉주형(5)의 상단에서 하부방향으로 하기 식 1과 같이 계산되는 오실레이션 마크 사이의 길이(d) 이상의 지점에 윤활유를 배출하는 다수 개의 윤활유 주입로(70)의 배출구(71)가 형성된 연속주조 주형가 제공된다.According to the present invention, the refractory mold 15 is installed on the upper portion of the water cooling mold 5 to vibrate in the vertical direction, and the molten steel 1 supplied to the refractory mold 15 solidifies while passing through the water cooling mold 5. In a continuous casting mold forming a billet, a plurality of lubricants for lubricating oil discharged from the upper end of the water-cooled mold (5) to the point of length (d) or more between the oscillation mark calculated as shown in Equation 1 below. A continuous casting mold is provided in which an outlet 71 of the injection passage 70 is formed.
Description
본 발명은 연속주조기의 주형에 관한 것이며, 특히, 소단면을 가지는 빌렛을 생산함에 있어 용강의 응고셀과 주형의 내부면 사이에 윤활유를 원활하게 공급하여 마찰을 감소시킴으로써 용강의 응고셀이 주형에 구속되는 것을 방지하는 윤활유 주입로를 구비한 연속주조 주형에 관한 것이다.The present invention relates to a mold of a continuous casting machine, in particular, in producing a billet having a small cross-section, the solidification cell of the molten steel to reduce the friction by smoothly supplying lubricating oil between the solidification cell of the molten steel and the inner surface of the mold. The present invention relates to a continuous casting mold having a lubricating oil injection path for preventing confinement.
일반적으로 연속 주조시에 빌렛은 일정한 속도로 인발되며, 주형 내의 용강 레벨이 일정하게 유지되도록 하기 위해 턴디쉬(tundish)에서 주형의 내부로 용강을 계속적으로 공급한다.In general, during continuous casting, the billet is drawn at a constant rate and continuously supplied molten steel from the tundish into the mold to keep the molten steel level in the mold constant.
이런 용강의 주입은 두 가지의 방식으로 주입되는데, 그 첫번째 방식은 용강에 침지된 침지노즐을 통해 용강의 레벨 이하에서 용강을 공급하는 방식과, 그 두번째 방식으로, 용강 레벨 위에서 바로 용강을 쏟아 붓는 오픈 주입방식이 있다. 이런 용강은 주형 내부에서 응고되어 빌렛으로 형성되며, 주형과 용강이 응고되는 응고셀 사이의 윤활작용을 위해 오일을 사용하며, 현재까지도 소단면 빌렛 생산의 경우에는 주형과 응고셀의 윤활작용을 위해 윤활유를 이용하여 응고셀과 주형의 마찰을 감소시키고 있다.This injection of molten steel is carried out in two ways. The first method is to supply the molten steel below the level of the molten steel through the immersion nozzle submerged in the molten steel, and the second method is to pour the molten steel directly above the molten steel level. There is an open injection method. This molten steel is solidified inside the mold to form a billet, and oil is used for lubrication between the mold and the solidification cell in which the molten steel is solidified.Today, in the case of small section billet production, for the lubrication of the mold and the solidification cell Lubricant is used to reduce friction between the coagulation cell and the mold.
도 1은 일반적인 침지노즐을 구비한 연속주조 주형의 윤활작용을 설명하기 위한 주형의 단면도이고, 도 2는 일반적인 내화물 몰드를 구비한 오픈방식의 연속주조 주형을 나타낸 단면도이다.1 is a cross-sectional view of a mold for explaining the lubrication of a continuous casting mold with a conventional immersion nozzle, Figure 2 is a cross-sectional view showing a continuous casting mold of the open type with a common refractory mold.
도 1에 도시된 바와 같이, 침지노즐(3)은 연속주조 주형의 내부에 삽입되며, 침지노즐(3)의 하단부에 형성된 관통공을 통해 용강(1)이 토출된다. 이런 침지노즐(3)의 상단부는 턴디쉬(도면에 도시안됨)에 연결되어 있으며, 턴디쉬에는 래들로부터 공급된 용강(1)이 채워져 있고, 턴디쉬의 용강은 침지노즐(3)을 통해 수냉주형(5)의 내부로 공급된다. 한편, 침지노즐(3)을 통해 공급된 일정량의 용강(1)은 수냉주형(5)의 내부에서 일정한 용강(1)의 레벨(이하에서는 '용강면'이라 함)을 유지하게 되며, 이런 용강면(1L)의 가장자리에서부터 응고가 시작된다. 이런 응고 시작점을 초기 응고셀(2')이라 한다.As illustrated in FIG. 1, the immersion nozzle 3 is inserted into the continuous casting mold, and the molten steel 1 is discharged through a through hole formed in the lower end of the immersion nozzle 3. The upper end of the immersion nozzle 3 is connected to a tundish (not shown), the tumbled dish is filled with molten steel (1) supplied from the ladle, the molten steel of the tundish is water-cooled through the immersion nozzle (3) It is supplied to the inside of the mold (5). Meanwhile, the molten steel 1 supplied through the immersion nozzle 3 maintains a constant level of molten steel 1 (hereinafter referred to as a 'molten steel surface') in the water cooling mold 5. Solidification starts from the edge of the surface 1L. This starting point of coagulation is called an initial coagulation cell 2 '.
한편, 수냉주형(5)의 상부에 투입된 몰드 파우더(8)는 용강면(1L)의 상부에 존재하게 되며, 수냉주형(5)의 진동에 따라 용강면(1L) 상에 존재하는 몰드파우더(8)는 초기 응고셀(2')과 수냉주형(5)의 벽면을 따라 침투하므로써, 수냉주형(5)의 내부면과 응고셀(2) 사이에서 윤활작용을 한다.On the other hand, the mold powder 8 is injected into the upper portion of the water-cooled mold (5) is present in the upper portion of the molten steel surface (1L), the mold powder present on the molten steel surface (1L) in accordance with the vibration of the water-cooled mold ( 8) lubricates the inner surface of the water cooling mold 5 with the solidification cell 2 by infiltrating along the wall of the initial solidification cell 2 'and the water cooling mold 5.
이런 침지노즐(3)을 구비한 수냉주형(5)의 경우는 대부분 대단면 빌렛을 생산하는데 사용되며, 몰드 파우더(8)는 고품질의 대단면 빌렛을 생산할 때 사용되는 윤활제이다. 이런 몰드 파우더(8)를 사용함으로써, 용강(1)이 응고되면서 형성되는 주편(1')의 재 산화를 방지하고, 용강(1)을 보온하며, 수냉주형(5)과 주편(1') 사이의 윤활작용과 함께 균일한 열전달의 효과를 얻을 수 있다. 그러나, 이런 몰드 파우더(8)는 고가라는 단점이 있다.In the case of the water-cooled mold (5) having such an immersion nozzle (3) is mostly used to produce large section billet, the mold powder (8) is a lubricant used when producing a high quality large section billet. By using such mold powder 8, the molten steel 1 is prevented from re-oxidation of the cast steel 1 'formed as it solidifies, the molten steel 1 is kept warm, the water-cooled mold 5 and the cast steel 1'. With the lubrication between, the effect of uniform heat transfer can be obtained. However, such a mold powder 8 has a disadvantage of being expensive.
한편, 도 2에 도시된 바와 같이, 이중구조의 연속주조 주형은 내화물 몰드(15)를 사용하는 소단면 빌렛을 생산하는 주형으로서, 수냉주형(5)의 상부에는 내화물 몰드(15)가 위치하며 내화물 몰드(15)의 내부로 용강(1)을 쏟아 붓는다. 이 때, 용강면(1L)이 내화물 몰드(15)의 내부에 위치하도록 용강(1)의 량을 조절한다. 한편, 내화물 몰드(15)의 열전도율 보다 수냉주형(5)의 열전도율이 훨씬 빠르다. 따라서, 용강(1)의 초기 응고셀(2')은 내화물 몰드(15)의 하면 즉, 수냉주형(5)의 상단이 그 시작점이 된다.On the other hand, as shown in Figure 2, the continuous casting mold of the dual structure is a mold for producing a small cross-section billet using the refractory mold 15, the refractory mold 15 is located on top of the water-cooled mold (5) The molten steel 1 is poured into the refractory mold 15. At this time, the amount of molten steel 1 is adjusted so that the molten steel surface 1L is located inside the refractory mold 15. On the other hand, the thermal conductivity of the water-cooled mold 5 is much faster than the thermal conductivity of the refractory mold 15. Accordingly, the initial solidification cell 2 'of the molten steel 1 has a lower surface of the refractory mold 15, that is, an upper end of the water cooling mold 5 as its starting point.
한편, 내화물 몰드(15)의 상부에서 투입된 오일이나 몰드 파우더는 용강면(1L)의 상부에 존재하게 되는데, 오일이나 몰드 파우더가 미응고 용강층을 통과하여 초기 응고셀(2')까지 침투하는 것이 거의 불가능하며, 따라서, 응고셀(2)과 수냉주형(5)의 내부면 사이의 윤활작용이 이루어지지 않게 된다.On the other hand, the oil or mold powder injected from the upper portion of the refractory mold 15 is present in the upper portion of the molten steel surface 1L, the oil or mold powder penetrates through the uncoagulated molten steel layer to the initial solidification cell (2 '). It is almost impossible, and therefore, no lubrication between the solidification cell 2 and the inner surface of the water cooling mold 5 is achieved.
한편, 도 3은 내화물 몰드를 구비한 연속주조 주형에 흑연판을 설치하여 윤활효과를 가지는 주형의 단면도이다.3 is a cross-sectional view of a mold having a lubricating effect by installing a graphite plate in a continuous casting mold having a refractory mold.
내화물 몰드(15)를 구비한 이중구조의 연속주조 주형에서의 윤활조건을 보완하기 위한 도 3의 주형을 살펴보면, 수냉주형(5)과 응고셀(2)이 만나는 부위에 흑연판(20)을 부착하여 수냉주형(5)과 응고셀(2) 사이의 윤활작용이 가능하게 하였다. 즉, 종래의 몰드 파우더 및 오일을 사용하지 않더라도 뛰어난 윤활성을 가진 흑연판(20)을 사용함으로써, 수냉주형(5)과 응고셀(2)의 원활한 윤활작용을 확보할 수 있다.Referring to the mold of FIG. 3 to compensate for the lubrication conditions in the continuous casting mold having a refractory mold 15, the graphite plate 20 is placed at a portion where the water cooling mold 5 and the coagulation cell 2 meet. The lubrication between the water-cooled mold 5 and the coagulation cell 2 was enabled. That is, by using the graphite plate 20 having excellent lubricity even without using a conventional mold powder and oil, it is possible to ensure a smooth lubrication action of the water-cooled mold 5 and the coagulation cell (2).
그러나, 이런 흑연판(20)을 이용한 연속주조 주형은 일반 탄소강의 경우에 주조 초기에 흑연판(20)과 용강(1)이 반응을 하여 용강의 오염 및 흑연판의 파손 가능성이 크므로 초기 응고부위까지 흑연판(20)을 연장시키는 점에 있어 위험성이 따르는 단점이 있다. 또한, 흑연판(20)은 자체 경도가 낮은 재질로서 조그마한 긁힘 등의 외부환경에 의해 쉽게 손상을 입게 되어 장시간의 사용이 어렵게 된다.However, the continuous casting mold using the graphite plate 20 is the initial solidification since the graphite plate 20 and the molten steel (1) reacts at the initial stage of casting in the case of ordinary carbon steel, so that the contamination of the molten steel and the breakage of the graphite plate are large. There is a disadvantage in that there is a risk in extending the graphite plate 20 to the site. In addition, the graphite plate 20 is a material having a low self hardness and is easily damaged by an external environment such as a small scratch, making it difficult to use for a long time.
한편, 도면에서, 도 4는 종래 기술에 따른 소단면 빌렛 주조시 주형 윤활방법에 따른 주형의 단면도이고, 도 5는 종래 기술에 따른 밀폐 주입장치내의 금속 스트랜드의 연속 주조장치를 나타낸 단면도이며, 도 6은 종래 기술에 따른 금속 제품의 연속 주조용 주형벽의 윤활방법 및 그 윤활방법의 이행을 위한 주형의 단면도이다.On the other hand, in the drawings, Figure 4 is a cross-sectional view of the mold according to the mold lubrication method when casting the small-section billet according to the prior art, Figure 5 is a cross-sectional view showing a continuous casting device of the metal strand in the hermetic injection device according to the prior art, 6 is a sectional view of a mold for lubricating a mold wall for continuous casting of a metal product according to the prior art, and for implementing the lubrication method.
앞에서 설명한 단점을 보완하기 위한 도 4에 도시된 "대한민국 특허출원 제1998-059813호(발명의 명칭 : 소단면 빌렛 주조시 주형 윤활방법)"는 실로 제작된 심지(30)를 이용하여 윤활오일을 주입시키는 연속주조 주형에 관한 것으로서,심지(30)를 따라 흡수된 오일이 응고셀(2)과 수냉주형(5)의 내부면 사이로 배출되어 마찰을 감소시키는 주형 윤활방법에 관한 것이다.The "Korean Patent Application No. 1998-059813 (Invention: Mold lubrication method when casting small section billet)" shown in FIG. 4 to compensate for the above-described disadvantages is obtained by using a wick 30 made of thread. The present invention relates to a continuous casting mold for injection, and relates to a mold lubrication method in which oil absorbed along the wick 30 is discharged between the solidification cell 2 and the inner surface of the water cooling mold 5 to reduce friction.
그러나, 소단면 빌렛 주조시의 주형 윤활방법은 이런 심지(30)를 연속적으로 사용하여 주조할 수 있는 연속주조 시간이 극히 제한적이고, 심지(30)의 가닥이 응고셀(2)에 침투하여 빌렛 표면 결함을 발생시키는 단점이 있다.However, the casting lubrication method in small section billet casting is extremely limited in the continuous casting time that can be cast using this wick 30 continuously, the strand of the wick 30 penetrates the solidification cell (2) billet There is a disadvantage of generating surface defects.
한편, 도 5에 도시된 대한민국 특허출원 제1981-002475호(발명의 명칭 : 밀폐주입장치내의 금속 스트랜드의 연속주조장치)의 연속주조장치는 내화물 몰드(15)와 수냉주형(5)의 접합부 둘레에 전자기 코일(40)을 위치하고, 전자기 코일(40)에서 발생하는 전자기장에 의해 용강(1)이 수축하여 환형의 진공공간(43)이 형성되면, 이런 진공공간(43)으로 윤활제를 주입하는 연속주조장치에 관한 것이다.On the other hand, the continuous casting device of the Republic of Korea Patent Application No. 1981-002475 (name of the invention: continuous casting device of the metal strand in the closed injection device) shown in Figure 5 is the circumference of the junction of the refractory mold 15 and the water-cooled mold (5) When the electromagnetic coil 40 is placed in the molten steel 1 by the electromagnetic field generated by the electromagnetic coil 40 and the annular vacuum space 43 is formed, the continuous injection of lubricant into the vacuum space 43 is performed. It relates to a casting device.
이런 연속주조장치는 응고셀(2)의 시작점이 되는 환형 진공공간(43)에 윤활유가 주입되기 때문에 이중구조의 연속주조 주형에서 윤활유 공급을 원활히 할 수 있지만, 진공상태의 공간(43)이 충분히 형성되지 않으면 초기 응고셀(2')의 상단에 존재하는 고온의 용강(1)과 윤활유가 반응하여 반응가스를 발생시키고, 이런 반응가스에 의해 용강(1)이 불안정하게 되며, 그로 인해 생산된 빌렛의 표면부에는 핀홀(pin hole; 가스의 침투에 의해 표면에 작은 구멍이 형성되는 결함)이 형성되는 문제점이 있다.In this continuous casting device, since the lubricant is injected into the annular vacuum space 43, which is the starting point of the solidification cell 2, the lubricant can be smoothly supplied in the continuous casting mold of the dual structure, but the vacuum space 43 is sufficiently sufficient. If not formed, the hot molten steel 1 present at the top of the initial solidification cell 2 'and the lubricating oil react with each other to generate a reaction gas, which causes the molten steel 1 to become unstable. There is a problem in that a pin hole (a defect in which a small hole is formed on the surface due to gas penetration) is formed in the surface portion of the billet.
한편, 일반적으로 용강은 구리(Cu)나 알루미늄(Al)에 비해 비중이 높고 전기전도도가 훨씬 낮은 특성을 가지고 있다. 따라서, 전자기장에 의해 진공상태의 공간을 형성함에 있어, 비중이 낮은 일반 비철금속은 용이하지만, 비중이 큰 용강의경우에는 공간형성이 극히 어렵다는 단점이 있다.On the other hand, molten steel generally has a higher specific gravity and much lower electrical conductivity than copper (Cu) or aluminum (Al). Therefore, in forming a vacuum space by the electromagnetic field, a general nonferrous metal having a low specific gravity is easy, but in the case of molten steel having a high specific gravity, it is extremely difficult to form a space.
한편, 도 6에 도시된 "대한민국 특허출원 제1996-016760호(발명의 명칭 : 금속 제품의 연속 주조용 주형벽의 윤활방법 및 그 윤활방법의 이행을 위한 주형)"의 수냉주형(5)은 윤활유가 유입경로(50)를 통해 수냉주형(5)의 하단에서부터 상단부 즉, 초기 응고셀(2')이 형성되는 지점으로부터 하부방향으로 약 20cm지점에까지 윤활유를 유입시키는 주형에 관한 것이며, 수냉주형(5)의 하단부에서부터 통상 40cm 이상의 위치까지에는 작은 구멍이 유입경로(50)로부터 수냉주형(5)의 내부면으로 형성되어 윤활유가 작은 구멍을 따라 응고셀(2)과 수냉주형(5)의 내벽의 사이로 유입된다. 그러나, 이런 주형은 가공에 어려움이 따른다는 문제점으로 인해 현장 적용에 한계가 있다. 또한, 응고셀(2)과 수냉주형(5)의 마찰은 수냉주형 상단부에서부터 시작하여 하단부까지 발생되며, 특히, 하단부에서 가장 큰 마찰력이 발생되지만, 빌렛에 발생하는 대부분의 결함이 초기 응고셀(2') 부위에서 발생되고, 결함발생의 가장 큰 원인이 응고셀(2)과 수냉주형(5) 사이의 윤활작용의 불량으로 인한 고착현상으로 볼 때, 이 수냉주형(5)에서는 초기 응고셀(2')의 윤활작용이 불량하게 되는 단점이 있다.On the other hand, the water-cooled mold 5 of the "Korean Patent Application No. 1996-016760 (Invention name: lubrication method of the mold wall for continuous casting of metal products and the mold for the implementation of the lubrication method) shown in FIG. It relates to a mold for lubricating oil flowing from the lower end of the water cooling mold (5) through the inflow path 50, that is, the lubricating oil from the point where the initial solidification cell (2 ') is formed to about 20 cm in the downward direction. From the lower end of (5) to the position of usually 40 cm or more, a small hole is formed from the inflow path 50 into the inner surface of the water cooling mold 5 so that the lubricating oil of the solidification cell 2 and the water cooling mold 5 can be formed. It flows in between the inner walls. However, these molds have limitations in the field application due to the difficulty in machining. In addition, friction between the coagulation cell (2) and the water-cooled mold (5) occurs from the top of the water-cooled mold to the bottom portion, in particular, the largest friction force is generated at the bottom portion, but most defects occurring in the billet is the initial coagulation cell ( 2 '), and the biggest cause of defects is the initial solidification cell in the water-cooled mold (5) in view of the sticking phenomenon due to the poor lubrication between the solidification cell (2) and the water-cooled mold (5). There is a disadvantage that the lubrication of (2 ') becomes poor.
본 발명은 앞서 설명한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 제공된 것으로서, 윤활작용이 필요한 부분인 용강의 응고셀과 수냉주형의 사이로 원활하게 윤활유를 주입할 수 있으며 윤활유의 온도를 비등점 이하로 유지할 수 있는 윤활유 주입로를 구비한 연속주조 주형을 제공하는 데 그 목적이 있다.The present invention is provided to solve the problems of the prior art as described above, it is possible to smoothly inject lubricating oil between the solidification cell of the molten steel, which is a lubrication required and the water cooling mold and to maintain the temperature of the lubricating oil below the boiling point It is an object of the present invention to provide a continuous casting mold having a lubricant injection passage.
도 1은 일반적인 침지노즐을 구비한 연속주조 주형의 윤활작용을 설명하기 위한 주형의 단면도이고,1 is a cross-sectional view of a mold for explaining the lubrication of the continuous casting mold with a general immersion nozzle,
도 2는 일반적인 내화물 몰드를 구비한 오픈방식의 연속주조 주형을 나타낸 단면도이고,2 is a cross-sectional view showing an open continuous casting mold having a general refractory mold,
도 3은 내화물 몰드를 구비한 연속주조 주형에 흑연판을 설치하여 윤활효과를 가지는 주형의 단면도이고,3 is a cross-sectional view of a mold having a lubricating effect by installing a graphite plate in a continuous casting mold having a refractory mold,
도 4는 종래 기술에 따른 소단면 빌렛 주조시 주형 윤활방법에 따른 주형의 단면도이고,Figure 4 is a cross-sectional view of the mold according to the mold lubrication method when casting small section billet according to the prior art,
도 5는 종래 기술에 따른 밀폐 주입장치내의 금속 스트랜드의 연속 주조장치를 나타낸 단면도이고,5 is a cross-sectional view showing a continuous casting device of metal strands in a hermetic injection device according to the prior art,
도 6은 종래 기술에 따른 금속 제품의 연속 주조용 주형벽의 윤활방법 및 그 윤활방법의 이행을 위한 주형의 단면도이고,6 is a sectional view of a mold for lubricating a mold wall for continuous casting of a metal product according to the prior art, and for implementing the lubrication method thereof;
도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 윤활유 주입로를 구비한 연속주조 주형의 단면도이고,7 is a cross-sectional view of a continuous casting mold having a lubricating oil injection path according to an embodiment of the present invention,
도 8은 도 7에 도시된 주형의 윤활유 주입로를 나타내기 위한 주형의 평단면도이며,FIG. 8 is a plan sectional view of a mold for illustrating a lubricating oil injection path of the mold shown in FIG. 7;
도 9는 도 7에 도시된 주형에 의해 제작된 빌렛의 표면과 종래 기술에 따른 빌렛 표면을 비교하기 위한 이미지이다.FIG. 9 is an image for comparing the surface of the billet manufactured by the mold shown in FIG. 7 with the billet surface according to the prior art.
♠ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ♠♠ Explanation of symbols on the main parts of the drawing ♠
1 : 용강 1L : 용강면1: molten steel 1L: molten steel surface
1' : 주편 2 : 응고셀1 ': cast steel 2: solidification cell
5 : 수냉주형 15 : 내화물 몰드5: water-cooled mold 15: refractory mold
20 : 흑연판 30 : 심지20: graphite plate 30: wick
40 : 전자기 코일 50 : 윤활유 유입경로40: electromagnetic coil 50: lubricating oil funnel
70 : 윤활유 주입로 71 : 윤활유 주입로의 배출구70: lubricating oil inlet 71: outlet for lubricating oil inlet
앞서 설명한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따르면, 수냉주형의 상부에 내화물 몰드가 설치되어 상하방향으로 진동하며, 상기 내화물 몰드로 공급된 용강이 상기 수냉주형을 통과하면서 응고되어 빌렛(billet)을 형성하는 연속주조 주형에 있어서, 상기 수냉주형의 상단에서 하부방향으로 하기 수학식 1과 같이 계산된 오실레이션 마크 사이의 길이 이상의 지점에 윤활유를 배출하는 다수 개의 윤활유 주입로의 배출구가 형성된 연속주조 주형이 제공된다.According to the present invention for achieving the object as described above, the refractory mold is installed on the upper portion of the water-cooled mold and vibrated in the vertical direction, the molten steel supplied to the refractory mold solidified while passing through the water-cooled mold and billet (billet) In the continuous casting mold to form a continuous casting, the continuous casting formed with a plurality of outlets for lubricating oil inlet for discharging the lubricating oil at the point or more between the oscillation mark calculated as shown in Equation 1 from the upper end of the water-cooled mold A template is provided.
또한, 본 발명의 상기 다수 개의 윤활유 주입로의 배출구는 상기 수냉주형의 내부 모서리부에 각각 형성된다.In addition, the outlet of the plurality of lubricating oil inlet of the present invention is formed in each of the inner edge of the water cooling mold.
또한, 본 발명의 상기 윤활유 주입로는 상기 수냉주형의 냉각수 이동로의 둘레에 형성되어 상기 윤활유 주입로를 따라 유동하는 윤활유가 상기 수냉주형의 냉각수 이동로를 따라 순환하는 냉각수와 열교환이 이루어져 비등점 이하의 온도를 유지한다.In addition, the lubricating oil injection passage of the present invention is formed around the cooling water movement path of the water cooling mold, and the lubricating oil flowing along the lubrication oil injection passage is heat-exchanged with the cooling water circulating along the cooling water movement path of the water cooling mold. Maintain the temperature.
아래에서, 본 발명에 따른 윤활유 주입로를 구비한 연속주조 주형의 양호한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명하겠다.In the following, with reference to the accompanying drawings, a preferred embodiment of a continuous casting mold having a lubricating oil injection path according to the present invention will be described in detail.
도면에서, 도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 윤활유 주입로를 구비한 연속주조 주형의 단면도이고, 도 8은 도 7에 도시된 주형의 윤활유 주입로를 나타내기 위한 주형의 평단면도이고, 도 9는 도 7에 도시된 주형에 의해 제작된 빌렛의 표면과 종래 기술에 따른 빌렛 표면을 비교하기 위한 이미지이다.7 is a cross-sectional view of a continuous casting mold having a lubricating oil injection path according to an embodiment of the present invention, FIG. 8 is a plan sectional view of a mold for showing a lubricating oil injection path of the mold shown in FIG. FIG. 9 is an image for comparing the surface of the billet manufactured by the mold shown in FIG. 7 with the billet surface according to the prior art.
도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 수냉주형(5)의 상단부에는 상하로 진동하는 내화물 몰드(15)가 설치되며, 수냉주형(5)의 상단부에는 4개의 윤활유 주입로(70)가 형성된다. 이런 윤활유 주입로(70)의 배출구(71)는 수냉주형(5)의 안쪽 상단부에 형성되어 수냉주형(5)의 안쪽에서 응고되는 용강(1)의 응고셀(2)과 수냉주형(5)의 내벽 사이에 윤활유를 공급하는데, 특히, 사각형상을 가지는 수냉주형(5)의 모서리부에 윤활유 주입로(70)의 배출구(71)가 형성되어 응고셀(2)과 수냉주형(5)의 내벽 사이로 윤활유를 공급한다.As shown in FIG. 7 and FIG. 8, the refractory mold 15 vibrating up and down is installed at the upper end of the water cooling mold 5, and four lubricant injection paths 70 are formed at the upper end of the water cooling mold 5. do. The discharge port 71 of the lubricating oil injection path 70 is formed on the inner upper end of the water cooling mold 5, and the solidification cell 2 and the water cooling mold 5 of the molten steel 1 solidified inside the water cooling mold 5. Lubricating oil is supplied between the inner walls of the lubricating oil. In particular, an outlet 71 of the lubricating oil injection path 70 is formed at the corner of the water-cooled mold 5 having a quadrangular shape. Lubricate between the inner walls.
수냉주형(5)의 모서리부에 윤활유를 공급하는 이유로는, 수냉주형(5)과 응고셀(2)의 마찰이 응고되는 주편(1')의 폭과 두께면의 중간부보다 모서리부에서 훨씬 크게 발생하기 때문이다. 왜냐하면, 수냉주형(5)의 구조적인 특성상 모서리부는 2차원적으로 열방출을 발생하지만, 중간부는 한 방향으로만 열이 방출하기 때문에, 모서리부가 주편(1')의 폭과 두께면의 중간부보다 그 응고셀(2)의 성장속도가 훨씬 빠르게 진행되어 응고셀(2)과 수냉주형(5)과의 마찰력이 주편(1')의 폭과 두께면의 중앙부에 비해 커지기 때문이다. 따라서, 일정량의 윤활유로 응고셀(2)과 수냉주형(5)의 마찰력을 감소시키기 위해서는 윤활유를 수냉주형(5)의 안쪽 모서리부에 주입하는 것이 바람직하다.The reason for lubricating oil at the corners of the water-cooled mold 5 is that the friction between the water-cooled mold 5 and the solidification cell 2 is much higher at the corners than at the middle of the width and thickness of the slab 1 'on which the solidification cell 2 is solidified. This is because it occurs largely. Because, due to the structural characteristics of the water-cooled mold 5, the corner portion generates heat in two dimensions, but since the middle portion emits heat only in one direction, the corner portion is the middle portion of the width and thickness of the slab 1 '. This is because the growth rate of the solidification cell 2 is much faster, and the frictional force between the solidification cell 2 and the water-cooled mold 5 becomes larger than the center portion of the width and thickness of the slab 1 '. Therefore, in order to reduce the frictional force between the coagulation cell 2 and the water-cooled mold 5 with a certain amount of lubricant, it is preferable to inject lubricant into the inner edge of the water-cooled mold 5.
또한, 응고셀(2)이 모서리부에서 빨리 성장하기 때문에 주편(1')의 폭과 두께면의 중간부는 수축되고, 그로 인해, 주편(1')의 폭과 두께면의 중간부에는 주편(1')의 길이방향으로 수냉주형(5)과의 틈이 형성된다. 따라서, 주편(1')의 모서리부로 주입된 윤활유는 흘러 내리면서 주편(1')의 중간부에 형성된 틈으로 유동하게 되며, 결국 주편(1')의 둘레면 전체에 윤활유가 도포되어 주편(1')과 수냉주형(5) 사이의 윤활작용을 증대한다.In addition, since the solidification cell 2 grows rapidly at the corners, the middle part of the width and thickness surfaces of the cast steel 1 'is contracted, and therefore, the middle part of the width and thickness surfaces of the cast steel 1' is formed at the middle portion of the cast steel (1). The gap with the water cooling mold 5 is formed in the longitudinal direction of 1 '). Therefore, the lubricating oil injected into the corner portion of the cast steel 1 'flows down into the gap formed in the middle portion of the cast steel 1', and thus, the lubricant is applied to the entire circumferential surface of the cast steel 1 'and thus the cast steel ( 1 ') and lubrication between the water cooling mold (5) is increased.
한편, 다음에서는 수냉주형(5)의 안쪽에 형성된 윤활유 주입로(70)의 배출구(71)의 형성위치에 대하여 설명하겠다.On the other hand, the formation position of the discharge port 71 of the lubricating oil injection path 70 formed in the inside of the water cooling mold 5 is demonstrated next.
내화물 몰드(15)를 사용한 이중구조의 연속주조 주형은 용강(1)이 내화물 몰드(15) 하단부로 연속적으로 공급되는 일반적인 연속주조 주형과는 달리 주형의 진동에 의해 용강(1)이 하부방향 즉, 수냉주형(5)의 안쪽으로 유동하고, 수냉주형(5)의 내부에서 응고되어 주편(1')을 형성하며, 연속주조 주형을 빠져 나와 빌렛으로 형성된다.In the continuous casting mold having a double structure using the refractory mold 15, unlike the general continuous casting mold in which the molten steel 1 is continuously supplied to the lower end of the refractory mold 15, the molten steel 1 is lowered due to the vibration of the mold. , And flows into the water-cooled mold 5, solidifies inside the water-cooled mold 5 to form the cast 1 ', and exits the continuous casting mold to form a billet.
한편, 주형의 진동에 의해 내화물 몰드(15)가 상단으로 움직일 경우에 내화물 몰드(15)와 수냉주형(5)의 틈새에는 용강(1)의 표면장력에 의해 빈 공간이 형성되고, 주형의 진동에 의해 내화물 몰드(15)가 진동행정의 최상지점에 위치할 때에 용강(1)의 표면장력이 용강(1)의 정압보다 작게 되어 용강(1)은 하부방향, 즉 수냉주형(5)의 안쪽으로 흘러 들어가게 된다. 이런 주형의 진동에 의해 주편(1')은 하부방향으로 이동하게 되고, 주편(1')의 이동속도에 따라 주조속도가 결정된다. 한편, 수냉주형(5)의 안쪽으로 흘러 들어간 용강(1)은 수냉주형(5)의 냉각수와 열교환이 이루어져 새로운 응고층이 형성되며, 이런 새로운 응고층에는 새로운 응고층의 형성 전에 응고되어 하부방향으로 이동한 기존의 응고층과 구별되는 오실레이션 마크가 형성된다. 한편, 이런 오실레이션 마크의 간격 사이에 윤활유를 공급하게 되면, 윤활유가 용강(1)에 침입되어 결함을 발생시킬 수 있으므로, 윤활유의 공급위치는 수냉주형(5)의 상단에서부터 오실레이션 마크 간격 아래에 위치하는 것이바람직하다.On the other hand, when the refractory mold 15 moves to the upper end due to the vibration of the mold, an empty space is formed in the gap between the refractory mold 15 and the water-cooled mold 5 by the surface tension of the molten steel 1, and the vibration of the mold As a result, when the refractory mold 15 is located at the highest point of the vibration stroke, the surface tension of the molten steel 1 is lower than the static pressure of the molten steel 1 so that the molten steel 1 is in a downward direction, that is, inside the water-cooled mold 5. Will flow into the. The cast 1 is moved downward by the vibration of the mold, and the casting speed is determined according to the moving speed of the cast 1 '. On the other hand, the molten steel (1) flowing into the water-cooled mold (5) is heat-exchanged with the cooling water of the water-cooled mold (5) to form a new solidified layer, which is solidified before forming a new solidified layer in the downward direction An oscillation mark is formed that is distinct from the existing solidification layer that has moved to. On the other hand, if lubricating oil is supplied between the intervals of such oscillation marks, the lubricating oil may enter the molten steel 1 and cause defects. Therefore, the supply position of the lubricating oil is below the oscillation mark interval from the top of the water cooling mold 5. It is desirable to be located at.
이런 주형의 진동에 따른 오실레이션 마크의 간격은 수학식 1에 의해 계산된다.The interval of the oscillation mark according to the vibration of the mold is calculated by Equation 1.
여기에서, d는 오실레이션 마크의 간격길이이고, Vc는 주조속도이며, n은 분당 주형 진동수를 나타낸다.Here, d is the interval length of the oscillation mark, Vc is the casting speed, and n is the mold frequency per minute.
그 한 실시예로, 주조속도가 0.5m/min이고, 주형 진동수가 60Hz인 경우에 오실레이션 마크 사이의 간격은 약 8mm로 나타난다.In one embodiment, the spacing between oscillation marks is about 8 mm when the casting speed is 0.5 m / min and the mold frequency is 60 Hz.
한편, 윤활유 주입로(70)는 수냉주형(5)의 상단 구조물을 관통하여 형성된다. 따라서, 윤활유 주입로(70)를 통해 유동하는 윤활유는 수냉주형(5)의 벽체 내부로 순환하는 냉각수에 의해 열교환이 이루어져 윤활유의 비등점 이하로 유지된다. 그리고, 윤활유 주입로(70)의 배출구(71) 쪽에는 정량펌프가 설치되어 일정량의 윤활유를 윤활유 주입로(70)로 주입된다.On the other hand, the lubricating oil injection path 70 is formed through the upper structure of the water cooling mold (5). Therefore, the lubricating oil flowing through the lubricating oil injection passage 70 is heat-exchanged by the cooling water circulating into the wall of the water cooling mold 5 and is maintained below the boiling point of the lubricating oil. Then, a metering pump is installed at the outlet 71 of the lubricating oil injection path 70, and a predetermined amount of lubricating oil is injected into the lubricating oil injection path 70.
도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 한 실시예로서, 0.1wt%의 탄소함량을 가지는 중탄소강을 대상으로 하여, 주조속도 0.5m/min, 주형진동수 60Hz의 조건에서 연속주조 하였을 때에 빌렛의 외관형상을 나타낸 이미지이다.As shown in FIG. 9, as an embodiment of the present invention, when a medium carbon steel having a carbon content of 0.1 wt% is subjected to continuous casting at a casting speed of 0.5 m / min and a mold frequency of 60 Hz, This image shows the appearance.
이 때, 윤활유 주입로(70)의 배출구(71)는 수냉주형(5)의 상단에서 하부방향으로 10mm 지점에 형성되어 있으며, 윤활유의 원활한 유입을 위해 정량펌프를 이용하여 분당 20cc로 급유하였다.At this time, the outlet 71 of the lubricating oil injection path 70 is formed at a point 10mm from the top of the water cooling mold 5 in the downward direction, and was supplied at 20cc per minute using a metering pump for smooth inflow of the lubricating oil.
이런 조건에서 도 9의 (a)는 종래 기술에 따라 제작된 빌렛의 표면 이미지이며, 도 9의 (b)는 본 발명에 따라 제작된 빌렛의 표면 이미지이다. 도 9의 (a)와 (b)를 비교하여 보면, 도 9의 (b)가 도 9의 (a)의 표면보다 훨씬 양호한 빌렛표면을 가진다는 것을 알 수 있다.In this condition, Figure 9 (a) is a surface image of a billet manufactured according to the prior art, Figure 9 (b) is a surface image of a billet manufactured according to the present invention. Comparing Figs. 9A and 9B, it can be seen that Fig. 9B has a much better billet surface than the surface of Fig. 9A.
앞서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명의 윤활유 주입로를 구비한 연속주조 주형은 윤활유를 수냉주형과 응고셀의 사이에 원활하게 주입시킬 수 있으며, 윤활유가 주편의 내부로 침입하여 들어가는 것을 방지할 수 있다는 장점이 있다.As described in detail above, the continuous casting mold provided with the lubricating oil injection passage of the present invention can smoothly inject the lubricating oil between the water cooling mold and the coagulation cell, and prevent the lubricating oil from entering the inside of the cast steel. There is an advantage.
또한, 본 발명의 윤활유 주입로를 구비한 연속주조 주형에 형성된 윤활유 주입로는 수냉주형의 냉각수에 의해 냉각됨으로써, 윤활유의 온도를 비등점 이하로 유지하여 윤활유의 끊음으로 발생하는 빌렛의 결함을 예방할 수 있는 장점이 있다.In addition, the lubricating oil inlet formed in the continuous casting mold provided with the lubricating oil injecting path of the present invention is cooled by the cooling water of the water cooling mold, thereby maintaining the temperature of the lubricating oil below the boiling point, thereby preventing the defect of the billet caused by the lubrication of the lubricant. There is an advantage.
또한, 본 발명의 윤활유 주입로를 구비한 연속주조 주형은 윤활유를 주편의 모서리부에 공급함으로써, 용강이 응고되면서 발생하는 수축현상을 이용하여 주편의 전체 둘레면에 윤활유를 도포할 수 있다는 장점이 있다.In addition, the continuous casting mold having a lubricating oil injection path of the present invention has the advantage that the lubricant can be applied to the entire circumferential surface of the slab by using the shrinkage phenomenon caused by solidification of the molten steel by supplying the lubricant to the corner of the slab have.
이상에서 본 발명의 윤활유 주입로를 구비한 연속주조 주형에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자이면 누구나 본 발명의 기술사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.Although the technical idea of the continuous casting mold provided with the lubricating oil injection passage of the present invention has been described above with the accompanying drawings, this is illustrative of the best embodiment of the present invention and is not intended to limit the present invention. In addition, it is obvious that any person skilled in the art can make various modifications and imitations without departing from the scope of the technical idea of the present invention.
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