KR100469927B1 - Submerged nozzle for continuous casting maschine - Google Patents
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Abstract
본 발명은 용강과 함께 토출구로부터 배출되는 대부분의 기포가 가이드에 의해 배출구의 상부로 토출되고 주형의 상부 재순환 영역으로 유동되어 탕면에서 분리되어 제거됨으로써 최종제품의 제품성 및 신뢰성이 향상되는 연속주조기형 침지노즐을 제공한다. 그 침지노즐은 용강 및 기포를 주형 내로 배출시키기 위한 토출구를 구비하는 본체와, 토출구의 직상부를 벗어난 본체의 벽면을 따라 하방으로 유동하는 기포를 토출구의 상부로 배출시키도록 안내하기 위한 가이드로 구성되며, 그 가이드는 상호 대향하는 2개의 토출구사이의 벽면에 일체로 형성되며, 상부에는 본체의 벽을 타고 유동하는 기포를 토출구의 상부로 직접 안내할 수 있도록 각각의 토출구를 향해 하방으로 경사진 가이드면이 형성된다.The present invention is a continuous casting machine mold that most of the bubbles discharged from the discharge port with the molten steel is discharged to the upper portion of the discharge port by the guide and flows to the upper recirculation area of the mold to be separated and removed from the hot water surface to improve the product quality and reliability of the final product Provide an immersion nozzle. The immersion nozzle is composed of a main body having a discharge port for discharging molten steel and bubbles into the mold, and a guide for guiding the air flowing downward along the wall surface of the main body outside the upper part of the discharge port to the upper part of the discharge port. The guide surface is integrally formed on the wall between two mutually opposite discharge ports, and the guide surface is inclined downward toward each discharge port so as to directly guide air bubbles flowing through the wall of the main body to the upper part of the discharge hole. Is formed.
Description
본 발명은 연속주조기용 침지노즐에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 연속주조기에서 연속 주조시 막힘을 방지하기 위하여 침지노즐 상부에서 투입되는 불활성가스 기포를 가능한 한 많이 탕면으로 부상시켜 분리하도록 하여 연주제품의 제품성을 향상시키고, 침지노즐 내의 기포가 침지노즐 토출구 상부를 통해 토출되도록 제어하며, 침지노즐에서 토출된 기포들이 주형의 상부의 재순환 영역에 보다 많이 포함되어 탕면으로 부상되어 분리되게 할 수 있는 연속주조기용 침지노즐에 관한 것이다.The present invention relates to an immersion nozzle for a continuous casting machine. More specifically, in order to prevent clogging during continuous casting in a continuous casting machine, the inert gas bubbles introduced from the upper part of the immersion nozzle are floated and separated as much as possible from the surface of the product. It improves the productability, controls the bubbles in the immersion nozzle to be discharged through the upper part of the immersion nozzle discharge port, and the bubbles discharged from the immersion nozzle are more included in the recirculation area of the upper part of the mold to be floated on the surface and separated It relates to an immersion nozzle for a casting machine.
일반적으로, 연속주조기에서 연속주조시 침지노즐의 막힘을 방지하기 위하여 침지노즐 상부에서 불활성 가스 기포를 주입하고 있다. 이 같은 불활성 가스 주입방식은 침지노즐의 내벽과 용강과의 직접적인 접촉 면적을 감소시킴으로써 그 침지노즐 내벽에서의 용강의 응고 또는 침적으로 인한 막힘을 방지하는 방식이다.In general, in the continuous casting machine inert gas bubbles are injected in the upper part of the immersion nozzle to prevent clogging of the immersion nozzle during continuous casting. This inert gas injection method is a method of preventing the clogging due to solidification or deposition of the molten steel on the inner wall of the immersion nozzle by reducing the direct contact area between the inner wall of the immersion nozzle and the molten steel.
그러나, 침지노즐 상부에서 주입된 불활성 가스 기포의 일부는 침지노즐을 통해 주형 내로 침투한 후 탕면의 상부로 부상되어 분리되지 못하고 그 일부가 용강 내에 잔존하여 최종 주조제품의 결함을 초래하는 문제점이 있다.However, some of the inert gas bubble injected from the upper part of the immersion nozzle penetrates into the mold through the immersion nozzle and floats to the upper part of the bath surface, so that the part of the inert gas bubble is not separated and remains in the molten steel, resulting in a defect of the final cast product. .
이 같은 문제점을 해결하기 위해 종래에는 침지노즐 내벽면의 재질을 내화물로 변경하여 그 침지노즐의 막힘을 저감하는 방식을 제안하고 있는 바, 하나의 실시예가 미국특허 제5,905,511호에 개시되어 있다. 이와 같이, 침지노즐의 내벽을 내화물로 형성하면 불활성 가스량을 줄일 수 있으며 이에 따라 기포의 양을 상대적으로 줄일 수는 있다. 또한, 한국 특허출원 제98-31788호 및 국제출원 제PCT/KR99/00413호에는 주형의 내부에서의 용강의 유동을 그 주형의 바깥 양측에서 직류 전자기력을 인가하여 주형내로 침투된 기포를 탕면으로 부상시켜 분리시키는 방법이 개시되어 있다.In order to solve such a problem, conventionally, a method of reducing the blockage of the immersion nozzle by changing the material of the inner wall surface of the immersion nozzle is refractory, and one embodiment is disclosed in US Pat. No. 5,905,511. As such, when the inner wall of the immersion nozzle is formed of a refractory, the amount of inert gas can be reduced, and thus the amount of bubbles can be relatively reduced. In addition, Korean Patent Application No. 98-31788 and International Patent Application No. PCT / KR99 / 00413 disclose the flow of molten steel in the interior of a mold by applying direct-current electromagnetic force from both sides of the mold to float bubbles that have penetrated into the mold. To be separated.
그러나, 이 같은 종래의 방법들은 내화물 재질 변경 및 주형 외곽에 직류전자기 설비의 설치에 따른 재료비 및 원자의 상승을 초래하는 문제점이 있다.However, these conventional methods have a problem that the material cost and the rise of the atoms due to the change in the refractory material and the installation of direct current electromagnetic equipment outside the mold.
한편, 도1 및 도2에 도시된 바와 같이, 침지노즐(1)은 그 일부가 주형(2)내에 침지된 상태에서 그 것의 출구(3)를 통해 용강(4)을 주형내로 연속적으로 공급한다. 이와 같이, 침지노즐(1)의 출구(3)를 통해 배출되는 용강은 주형의 내부벽을 향해 이동되어 그 일부는 화살표(A1)와 같이 탕면 (S)으로 유동하는 반면 일부는 화살표(A2)와 같이 주형(2)의 하부로 유동하게된다. 이에 따라, 주형(2)의 내부에서는 침지노즐(1)로부터 배출되는 용강이 유동경계점(4)을 기준으로 하여 상부 재순환영역(5)과 하부 재순환영역(6)을 형성하게 된다.On the other hand, as shown in Figs. 1 and 2, the immersion nozzle 1 continuously supplies the molten steel 4 into the mold through its outlet 3, with a portion thereof immersed in the mold 2; . In this way, the molten steel discharged through the outlet 3 of the immersion nozzle 1 is moved toward the inner wall of the mold, and a part thereof flows to the water surface S as shown by the arrow A1, while a part of the molten steel flows from the arrow A2. As it flows to the bottom of the mold (2). Accordingly, the molten steel discharged from the immersion nozzle 1 forms the upper recirculation region 5 and the lower recirculation region 6 based on the flow boundary point 4 within the mold 2.
이때, 용강과 함께 침지노즐(1)의 출구(3)를 통해 배출된 기포(7)들중 일부는 용강의 유동과 부력에 의해 유동하여 상부 재순환 영역에 포함되어 그곳에서 재순환 유동하거나 또는 하부 재순환 영역에 포함되어 그곳에서 재순환 유동하게 된다. 여기서, 상부 재순환 영역(5)으로 이동한 기포는 탕면(S)으로 쉽게 부상되어 분리됨으로써 몰드 플럭스에 포집되어 제거되지만, 하부 재순환 영역(6)에 포함된 기포는 탕면(S)으로 부상되어 분리되지 않으므로써, 최종 주조제품에 잔존하여 제품성의 저하를 초래하는 문제점이 있다.At this time, some of the bubbles (7) discharged through the outlet (3) of the immersion nozzle (1) together with the molten steel flows by the flow and buoyancy of the molten steel to be included in the upper recirculation region where there is a recirculation flow or lower recirculation It is included in the zone and recycle flow there. Here, the bubbles moved to the upper recirculation region 5 are easily floated on the hot water surface S to be collected and removed in the mold flux, but the bubbles contained in the lower recirculation region 6 are floating on the hot water surface S and separated. If not, there is a problem of remaining in the final cast product and causing deterioration of product quality.
보다 상세히 설명하면, 도1 및 도2에 도시된 바와 같이, 침지노즐(1)의 토출구(3) 상부에서 나온 용강은 상부 재순환 영역(5)을 형성하며 토출구 하부에서 나온 용강은 대부분 하부 재순환 영역(6)으로 이동함을 알 수 있다. 이와 같은주형(2)내 용강 흐름에서 종래의 침지노즐(1)의 경우 링(ring)형태의 다공성 내화물(9)을 통해 침지노즐(1) 내로 주입된 불활성 가스 기포(7)는 상부 용강 흐름에 의해 수직방향 아래로 이동하게 되고, 그 결과 침지노즐(1) 벽면에 기포들이 집중되어 아래로 진행되게 된다. 이때 침지노즐 토출구(3) 상부에서 수직하게 내려온 기포(7a)의 경우에는 유동 흐름에 따라 토출구(3) 상부로 토출되어 주형 내의 상부 재순환 영역(5)으로 이동하게 되지만, 토출구(3)의 상부를 벗어난 부분에서 유입되어 수직하게 내려오는 기포(7b)는 침지노즐(1) 바닥에 충돌 후 토출구(3) 하부를 통해 주형(2)으로 이동하게 된다. 따라서 토출구(3) 하부를 통해 빠져나온 기포(7b)는 유동 흐름상 하부 재순환 영역(6)에 포함되어 탕면으로 부상되어 분리되기가 곤란하다.More specifically, as shown in FIGS. 1 and 2, the molten steel from the upper portion of the discharge port 3 of the immersion nozzle 1 forms the upper recirculation region 5, and the molten steel from the lower portion of the discharge hole is mostly the lower recycle region. It can be seen that it moves to (6). In the molten steel flow in the mold 2, the inert gas bubble 7 injected into the immersion nozzle 1 through the ring-shaped porous refractory 9 in the conventional immersion nozzle 1 is the upper molten steel flow. By moving downward in the vertical direction, as a result of the bubbles are concentrated on the wall of the immersion nozzle (1) to proceed downward. In this case, in the case of the bubble 7a vertically descending from the upper part of the immersion nozzle discharge port 3, the bubble 7a is discharged to the upper part of the discharge port 3 according to the flow flow and moved to the upper recirculation region 5 in the mold. The bubble 7b that flows in from the outside portion and descends vertically is moved to the mold 2 through the lower portion of the discharge hole 3 after colliding with the bottom of the immersion nozzle 1. Therefore, the bubble 7b escaping through the lower part of the discharge port 3 is included in the lower recirculation region 6 in the flow stream, and thus it is difficult to be floated and separated.
이에 따라, 본 기술분야의 당업자들은 침지노즐에서 토출되는 기포를 상부 재순환 영역으로 유동시키는 것을 중요한 연구과제로 하여 연구 및 개발에 박차를 가하고 있다.Accordingly, those skilled in the art are spurring research and development with the important task of flowing the bubbles discharged from the immersion nozzle to the upper recirculation region.
이에 본 발명은 상술된 문제점들을 해결하기 위해 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 용강과 함께 토출구로부터 배출되는 대부분의 기포를 주형의 상부 재순환 영역으로 유동시켜 탕면에서 분리 제거할 수 있는 연속주조기용 침지노즐을 제공하는데 있다.Accordingly, the present invention has been invented to solve the above-described problems, an object of the present invention is to immerse the continuous casting machine that can be separated and removed from the hot water by flowing most of the bubbles discharged from the discharge port with molten steel to the upper recirculation region of the mold To provide a nozzle.
본 발명의 다른 목적은 대부분의 기포가 토출구의 상부를 통해 토출될 수 있는 연속주조기용 침지노즐을 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide an immersion nozzle for a continuous casting machine in which most bubbles can be discharged through an upper portion of a discharge port.
도1은 연속주조기의 주형에서의 침지노즐의 위치를 보여주는 부분 횡단면도,1 is a partial cross-sectional view showing the position of the immersion nozzle in the mold of the continuous casting machine,
도2는 도1의 측면도,2 is a side view of FIG. 1;
도3은 도2의 침지노즐에서의 기포의 유동경로를 보여주는 1/4부분 절취 사시도,FIG. 3 is a perspective view of a partially cut away quarter showing the flow path of bubbles in the immersion nozzle of FIG. 2; FIG.
도4는 도2의 침지노즐의 종단면도,4 is a longitudinal sectional view of the immersion nozzle of FIG. 2;
도5는 본 발명에 따른 침지노즐의 구조 및 기포의 유동경로를 보여주는 1/4부분 절취사시도,Figure 5 is a quarter-part cutaway perspective view showing the structure of the immersion nozzle and the flow path of the bubble according to the present invention,
도6은 본 발명에 따른 침지노즐의 종단면도.Figure 6 is a longitudinal sectional view of the immersion nozzle according to the present invention.
♣ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ♣♣ Explanation of symbols for the main parts of the drawing ♣
10: 본체 12: 토출구10: main body 12: discharge port
14: 가이드 16: 가이드면14: guide 16: guide surface
18: 다공성 내화물 20: 기포18: porous refractory 20: air bubbles
이 같은 목적들은, 벽면에서의 용강의 막힘을 방지하기 위해 그 벽면을 따라 불활성 기포가 유동되는 연속주조기용 침지노즐에 있어서, 상기 용강 및 기포를 주형내로 배출시키기 위한 토출구를 구비하는 본체; 및 상기 토출구의 직상부를 벗어난 본체의 벽면을 따라 하방으로 유동하는 기포를 상기 토출구의 상부로 배출시키도록 안내하기 위한 가이드;를 일체로 포함하는 연속주조기용 침지노즐에 의해 달성될 수 있다.Such objects include a main body having a discharge port for discharging the molten steel and bubbles into a mold in the immersion nozzle for continuous casting machine in which inert bubbles flow along the wall to prevent clogging of molten steel on the wall; And a guide for guiding the bubbles flowing downward along the wall surface of the main body deviating from the upper portion of the discharge port to the upper portion of the discharge port.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 에 대한 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 침지노즐의 구조 및 기포의 유동경로를 보여주는 1/4부분 절취사시도를 보여주는 도5, 및 그것의 종단면을 보여주는 도6을 참조하면, 본 발명에 따른 침지노즐은 기본적으로 원통형의 본체(10)를 포함한다. 본체(10)의 하부에는 그 본체의 상부로부터 유입되는 용강 및 기포를 주형으로 토출시키기 위한 2개의 배출구(12)가 상호 대향하도록 형성되어 있다.Referring to Figure 5 showing a quarter-part cutaway perspective view showing the structure of the immersion nozzle and the flow path of the bubble according to a preferred embodiment of the present invention, and Figure 6 showing a longitudinal section thereof, the immersion nozzle according to the present invention is basically And a cylindrical body 10. In the lower part of the main body 10, two discharge ports 12 for discharging the molten steel and the bubbles flowing from the upper part of the main body into the mold are formed to face each other.
특히, 본체(10)의 하부에는 본체(10)의 상부로부터 벽면을 타고 하방으로 유동하는 기포를 토출구(12)로 직접 유동할 수 있도록 안내하기 위한 2재의 가이드(14)가 구비된다.In particular, the lower portion of the main body 10 is provided with two guides 14 for guiding the air bubbles flowing downward from the top of the main body 10 to the discharge port 12 directly.
각각의 가이드(14)는 상호 대향하는 2개의 토출구(12)사이의 벽면에 일체로 형성되는 것이 바람직하며, 또한 내화물로 형성되는 것이 바람직하다.Each of the guides 14 is preferably formed integrally on the wall between the two discharge ports 12 facing each other, and is preferably formed of a refractory.
특히, 각각의 가이드(14)의 상부에는 본체(10)의 벽을 타고 유동하는 기포를토출구(12)의 상부로 직접 안내할 수 있도록 각각의 토출구를 향해 하방으로 소정의 각도로 경사진 2개의 가이드면(16)이 형성되는 것이 바람직하다. 결과적으로, 가이드(14)의 상부는 경사진 가이드면(16)에 의해 삼각형 또는 만년필의 펜촉 형태를 갖게 된다.In particular, the upper portion of each guide 14 is inclined at a predetermined angle downwardly toward each discharge port so as to directly guide the air bubbles flowing through the wall of the main body 10 to the upper portion of the discharge port 12 It is preferable that the guide surface 16 is formed. As a result, the upper portion of the guide 14 has a triangular or fountain pen nib form by the inclined guide surface 16.
한편, 기포들이 집중된 토출구가 없는 침지노즐 내벽에 경사지게 형성되는 바, 이 가이드면(16)의 경사도가 클수록 새로운 2차 유동의 발생 없이 기포들이 자연스럽게 침지노즐 본체(10)의 토출구(12)의 상부로 이동할 수 있지만, 이 경우 가이드(14)의 가이드면(16)의 하부에서 노즐 막힘이 발생될 가능성이 있으므로, 침지노즐에서의 용강의 유속 또는 용강의 성분 등에 따라 적절하게 그 기울기를 설정하는 것이 바람직하다. 또한, 가이드(14)의 반경방향 두께는 기포가 밀집된 영역의 크기에 좌우되며 두께가 너무 작으면 기포가 노즐 토출구 상부로 안내 받지 못하고 침지노즐 바닥에 충돌 후 토출구 하부로 이동할 가능성이 크며, 너무 두꺼울 경우에는 토출구 구멍의 크기가 작아질 가능성이 있으므로 기포의 밀접 영역 크기에 적합하게 설정하는 것이 바람직하다.On the other hand, since the bubbles are formed to be inclined to the inner wall of the immersion nozzle without the discharge port concentrated, the greater the inclination of the guide surface 16, the more naturally bubbles are generated in the upper portion of the discharge port 12 of the immersion nozzle body 10 without the occurrence of a new secondary flow In this case, nozzle clogging may occur in the lower part of the guide surface 16 of the guide 14. Therefore, it is appropriate to set the slope appropriately according to the flow rate of molten steel or the composition of molten steel in the immersion nozzle. desirable. In addition, the radial thickness of the guide 14 depends on the size of the bubble-dense area, and if the thickness is too small, the bubble is not guided to the top of the nozzle discharge port and is likely to move to the bottom of the discharge hole after colliding with the bottom of the immersion nozzle. In this case, since the size of the discharge hole is likely to be small, it is preferable to set it appropriately to the size of the tight region of the bubble.
이하, 본 발명에 따른 연속주조기용 침지노즐에서의 기포의 배출 및 그 적용모드에 대해 상세히 설명한다,Hereinafter, the discharge of the bubble in the immersion nozzle for continuous casting machine according to the present invention and its application mode in detail,
상부에서 유입되는 용강과 함께 다공성 내화물(18)로부터 발생되어 유입되는 기포(20)는 본체(10)의 벽면을 따라 하방으로 이동한다. 이때, 기포(20)중 토출구(12)의 직상부로부터 배출구로 유동하는 기포(22)는 토출구(12)의 상부를 통해 도시되지 않은 주형내로 토출되며, 이는 결국 상부 재순환영역으로 포함되어 주형의 탕면에서 분리되어 제거될 것이다.The bubble 20 generated and introduced from the porous refractory 18 together with the molten steel flowing from the upper portion moves downward along the wall surface of the main body 10. At this time, the bubble 22 flowing from the upper portion of the discharge port 12 to the discharge port of the bubble 20 is discharged into the mold (not shown) through the upper portion of the discharge port 12, which is eventually included as the upper recirculation area of the mold It will be removed from the bath surface and removed.
특히, 기포(20)들 중 각각의 토출구(12)의 직상부를 벗어난 위치로부터 본체(10)의 벽면을 따라 하방으로 유동하는 기포(24)는 가이드(14)의 가이드면(16)에 의해 직접 각각의 토출구(12)로 안내됨으로써, 역시 그 토출구(12)의 상부를 통해 도시되지 않은 주형내로 토출되어 이 또한 결국 주형내의 상부 재순환영역으로 포함되어 주형의 탕면에서 분리되어 제거될 것이다.In particular, the bubble 24 flowing downward along the wall surface of the main body 10 from the position beyond the upper portion of each discharge port 12 of the bubbles 20 is directly by the guide surface 16 of the guide 14. By being guided to each outlet 12, it is also ejected through the top of the outlet 12 into a mold, not shown, which in turn will be included as an upper recirculation area in the mold and removed from the hot water surface of the mold.
이에 따라, 침지노즐에서 그 벽면을 타고 하방으로 유동하는 대부분의 기포들은 각각의 토출구의 상부를 통해 주형의 상부 재순환영역으로 토출된 후 탕면에서 분리되어 제거됨으로써, 최종 생산되는 주조물에 그 기포로 인한 결함이 방지되는 것이다.Accordingly, most of the bubbles flowing down the wall surface of the immersion nozzle are discharged to the upper recirculation area of the mold through the upper part of each discharge port, and then separated and removed from the hot water surface. The defect is to be prevented.
결과적으로, 본 발명에 따른 연속주조기용 침지노즐에 의하면, 용강과 함께 토출구로부터 배출되는 대부분의 기포가 가이드에 의해 배출구의 상부로 토출되고 주형의 상부 재순환 영역으로 유동되어 탕면에서 분리되어 제거됨으로써 최종제품의 제품성 및 신뢰성이 향상되는 효과가 있다.As a result, according to the immersion nozzle for continuous casting machine according to the present invention, most of the bubbles discharged from the discharge port together with the molten steel is discharged to the upper portion of the discharge port by the guide and flow to the upper recirculation area of the mold to be separated and removed from the hot water surface Productivity and reliability of the product is improved.
이상에서 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 대해 설명하였으나, 본 기술분야의 당업자라면 첨부된 특허청구범위를 벗어남이 없이 다양한 변형예 및 수정예를 실시할 수 있을 것으로 이해된다.While a preferred embodiment according to the present invention has been described above, it will be understood by those skilled in the art that various modifications and changes can be made without departing from the scope of the appended claims.
Claims (2)
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Publications (2)
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2000
- 2000-12-22 KR KR10-2000-0080573A patent/KR100469927B1/en not_active IP Right Cessation
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20130107 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20140124 Year of fee payment: 10 |
|
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |