KR100776043B1 - Asymmetrical melt feeding nozzle - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 종래의 대칭형 노즐에 대한 개념도,1 is a conceptual diagram of a conventional symmetrical nozzle,
도 2는 본 발명의 비대칭형 노즐에 대한 개념도이다.2 is a conceptual diagram of an asymmetric nozzle of the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
10 : 종래의 대칭형 노즐 20 : 본 발명의 비대칭형 노즐10: conventional symmetric nozzle 20: asymmetric nozzle of the present invention
21 : 상부 노즐 22 : 하부 노즐21: upper nozzle 22: lower nozzle
R : 주조롤 R1 : 상부롤R: Casting Roll R1: Upper Roll
R2 : 하부롤R2: Lower Roll
본 발명은 용탕인출 직접주조에 사용되는 용탕인출용 슬릿형 노즐에 관한 것으로서, 특히 용탕인출 직접주조에 의해 제조되는 마그네슘 판재의 표면 결함을 획기적으로 저감시킬 수 있는 용탕인출용 슬릿형 노즐에 관한 것이다.The present invention relates to a slit nozzle for melt extraction, which is used for direct casting of molten metal, and more particularly, to a slit nozzle for melt extraction that can drastically reduce surface defects of a magnesium sheet produced by molten casting direct casting. .
일반적으로 마그네슘 합금은 현존하는 구조용 금속재료 중에서도 가장 가벼운 금속으로서 비강도가 우수한 합금으로 알려져 있으나, 육방정 결정구조의 특성상 성형이 까다로워 마그네슘 압연판재 및 압출재의 가격이 상당히 비싼 편이다. 최근에는 이러한 마그네슘 합금의 생산단가를 낮추기 위한 공정기술의 개발이 활발히 진행되고 있으며, 그 중에서도 회전하는 롤 사이로 용탕을 직접 주입함으로써 용탕으로부터 광폭의 판재를 직접 제조하는 직접 주조법이 주목받고 있다. 이 경우 별도의 압연, 압출공정이 생략될 수 있으므로 마그네슘 판재의 제조단가가 낮아질 뿐만 아니라 응고속도가 높아 합금특성이 향상되는 장점이 있다.In general, magnesium alloy is known as the lightest metal among the existing structural metal materials, and is known as an alloy having excellent specific strength, but due to the characteristics of hexagonal crystal structure, it is difficult to form magnesium rolled sheet and extruded material. Recently, development of a process technology for lowering the production cost of such magnesium alloys is actively progressed, and a direct casting method of directly manufacturing a wide plate from a molten metal by directly injecting a molten metal between rotating rolls is drawing attention. In this case, since a separate rolling and extrusion process may be omitted, not only the manufacturing cost of the magnesium plate is lowered but also the solidification rate is high, thereby improving alloy characteristics.
이러한 직접주조법에 의해 마그네슘 판재를 제조하기 위해서는 용탕을 용탕인출용 슬릿형 노즐을 통해 회전하는 두 개의 롤 사이로 균일하게 주입하여야 한다. 특히 상기 롤 사이로 용탕이 균일하게 주입되도록 하기 위해서는 용탕인출용 슬릿형 노즐이 회전하는 두 개의 롤 사이에 치밀하게 밀착 설치되도록 하여야 한다. 이러한 작업이 용이하게 실현되도록 하기 위해 통상적으로 도 1에 도시된 바와 같이 상하 대칭형 슬릿형 노즐이 사용되고 있다.In order to manufacture the magnesium sheet by the direct casting method, the molten metal must be uniformly injected between the two rolls rotating through the slit nozzle for the molten metal. In particular, in order to uniformly inject the molten metal between the rolls, the molten metal slit-shaped nozzle should be closely installed between the two rotating rolls. In order to easily realize such an operation, a vertically symmetrical slit nozzle is used as shown in FIG. 1.
그러나, 상기 도 1에 도시된 바와 같은 상하 대칭형 노즐이 사용될 경우 상기 노즐로부터 인출되는 용탕은 회전하는 상부롤과 하부롤에 의해 상하방향으로 가압되는 압축응력상태에 놓이게 된다. However, when the vertically symmetrical nozzle as shown in FIG. 1 is used, the melt drawn out from the nozzle is in a compressive stress state that is pressed upward and downward by the rotating upper and lower rolls.
상기 노즐을 통해 인출되는 용탕은 상부롤과 하부롤에 접촉하는 순간부터 용탕의 상하표면이 응고되면서 판재로 제조되기 시작하지만 판재의 내부는 여전히 미응고 상태이므로 다량의 액상이 상기 판재 내부에 잔존하는 반용융 상태가 된다.The molten metal drawn out through the nozzle starts to be manufactured as a plate as the upper and lower surfaces of the melt solidify from the moment of contact with the upper roll and the lower roll, but since the inside of the plate is still unsolidified, a large amount of liquid remains in the plate. It becomes semi-melt state.
이렇게 내부에 액상이 다량 존재하는 반용융 상태로 판재가 상부롤과 하부롤의 가장 간격이 좁은 부분 즉 롤 립(roll lip)을 통과하게 되면 상기 판재 내부의 액상이 상기 판재 표면으로 스며 나오게 되며, 이로 인해 각종 표면 결함이 유발된 다는 문제점이 있었다.When the sheet passes through the narrowest part of the upper roll and the lower roll, that is, the roll lip in a semi-melt state in which a large amount of liquid is present in the inside, the liquid inside the sheet leaks to the surface of the sheet. As a result, various surface defects were caused.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서 노즐로부터 용탕이 인출되는 순간 상부롤과 하부롤에 의해 가해지는 압력을 분산하여 상기 판재의 표면 결함을 저감할 수 있는 용탕인출용 슬릿형 노즐을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above-mentioned problems and to provide a slit-type nozzle for melt extraction which can reduce the surface defects of the plate material by dispersing the pressure applied by the upper roll and the lower roll at the moment the molten metal is withdrawn from the nozzle The purpose is.
상술한 목적은 상부 롤과 하부 롤 사이로 용탕을 공급하여 금속판재를 제조하는 용탕인출용 슬릿형 노즐로서, 상기 노즐의 상부 노즐 길이와 하부 노즐 길이가 상이하여 비대칭형상을 이루는 비대칭형 용탕인출용 노즐에 의해 달성될 수 있다.The above-mentioned object is a slit-type nozzle for melt extraction for supplying a molten metal between an upper roll and a lower roll to manufacture a metal sheet, and an asymmetric melt extraction nozzle having an asymmetric shape with different lengths of an upper nozzle and a lower nozzle of the nozzle. Can be achieved by
본 발명은 상술한 바와 같이 노즐의 상부 노즐 길이와 하부 노즐 길이가 상이하여 비대칭형상을 이루는 비대칭형 용탕인출용 노즐에 관한 것으로서, 이하 첨부된 도면을 통해 설명하기로 한다.As described above, the present invention relates to an asymmetric melt extraction nozzle having an asymmetrical shape in which the upper nozzle length and the lower nozzle length of the nozzle are different from each other, and will be described below with reference to the accompanying drawings.
첨부된 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 노즐(20)은 상부 노즐(21)과 하부 노즐(22)의 길이가 상이하여 비대칭 형상으로 형성되어 있다.As shown in FIG. 2, the
즉, 상기 상부 노즐(21)의 길이가 상기 하부 노즐(22)의 길이보다 짧은 비대칭 형상으로 인하여 상기 노즐(20)로부터 용탕이 인출되는 순간 상부롤(R1)과 하부롤(R2)에 의해 상기 용탕(혹은 반용융 판재)에 가해지는 압력은 상기 비대칭 형상의 상부 노즐(21)과 하부 노즐(22)의 구조에 의해 압력이 분산되고 이는 상기 상부롤(R1)과 하부롤(R2)에 의한 압력 또한 비대칭으로 작용된다는 것을 뜻한다.That is, due to the asymmetrical shape whose length of the
다시말해서 압력이 비대칭으로 작용된다는 것은 상기 압력이 상기 상부 노즐(21)과 하부 노즐(22)측으로 동일하게 작용되지 않고 본 실시예의 경우 길이가 짧은 상부 노즐(21)에 의해 압력이 분산되는 것이다.In other words, the pressure acting asymmetrically means that the pressure is not acted equally to the
따라서, 본 발명의 노즐(20)로부터 용탕이 인출되는 순간 용탕(혹은 반용융 판재)에 작용하는 압력이 분산되고, 이에 의해 상기 용탕(혹은 반용융 판재) 내부로부터 액상이 표면으로부터 스며 나올 수 있는 가능성을 크게 감소시킬 수 있다.Therefore, the pressure acting on the molten metal (or semi-molten sheet) at the moment when the molten metal is withdrawn from the
이때, 상기 본 발명의 비대칭 용탕인출용 슬릿형 노즐(20)을 이용하면 상부롤(R1)과 하부롤(R2)에 의한 압축응력 즉 압력을 감소시킬 수 있는 장점이 있지만 노즐의 상하길이 편차가 증가하던가 혹은 노즐 끝단과 롤 립(roll lip)과의 거리가 증가하면 본 발명의 비대칭 노즐(20)의 짧은 측과 롤과 간격이 증가되면서 오히려 용탕이 역류할 수 있다.At this time, the use of the asymmetric melt extraction slit
따라서, 상기 용탕의 역류를 방지하면서 본 발명의 목적을 달성할 수 있도록 본 발명의 비대칭 용탕인출용 슬릿형 노즐(20)을 활용하기 위해서는 비대칭 노즐중 길이가 긴 부분, 즉 장측이 상기 롤 립을 지나치지 않도록 배치된 상태에서 짧은 측 즉, 단측의 노즐 끝단과 롤 립(roll lip)과의 간극이 0.5mm이하로 제한되어야 한다.Accordingly, in order to utilize the asymmetric melt-drawn
이러한 사실을 확인하기 위해 다음과 같은 실험을 수행하였다. 즉, 도 1에 도시된 바와 같은 종래의 대칭형 노즐(10)과 도 2에 도시된 발명의 노즐(20)의 표면결함 유발효과를 비교하기 위해 판재주조 실험을 수행하였다.In order to confirm this fact, the following experiment was conducted. That is, the sheet casting experiment was performed to compare the surface defect inducing effect of the conventional
이때 상기 대칭형 노즐(10)의 끝단과 롤과의 간격 그리고 본 발명의 비대칭 형 노즐(20)의 끝단과 롤과의 간격을 모두 0.3mm로 조절하였다.At this time, the distance between the end of the
또한 마그네슘 용탕온도는 녹는점 온도보다 50도 높은 온도이었으며, 주조롤 즉 상기 상하부 롤(R1,R2)의 선속도는 10m/min으로 설정하였다.In addition, the magnesium molten metal temperature was 50 degrees higher than the melting point temperature, the linear speed of the casting rolls, that is, the upper and lower rolls (R1, R2) was set to 10m / min.
상술한 바와 같이 표면결함 유발효과를 관찰하기 위한 판재주조 시험결과, 종래의 대칭형 노즐(10)의 경우 상부롤(R1)과 하부롤(R2)의 가압에 의해 판재내부의 미응고 액상이 표면으로 스며나오는 이른바 역편석 현상에 의한 표면 결함이 발생되었으나, 본 발명의 비대칭 노즐(20)을 이용한 경우 역편석에 의한 표면 결함이 발생되지 않았다.As a result of the sheet casting test for observing the effect of causing surface defects as described above, in the case of the conventional
한편 본 발명의 비대칭형 노즐(20)의 끝단과 롤과의 설치간격 조건을 도출하기 위한 시험을 수행하였다.On the other hand, a test was conducted to derive the installation interval condition between the end of the
이때, 본 발명의 비대칭형 노즐(20) 중 긴 부분 즉 장측의 끝단은 상기 롤의 롤 립을 지나치지 않도록 배치되었으며, 짧은 측 즉, 단측의 끝단과 롤과의 간격은 0.05mm 내지 0.8mm까지 0.05mm간격으로 변화시키면서 용탕의 역류 발생 여부를 확인하였다.At this time, the long part of the
이러한 시험을 수행한 결과 0.5mm까지는 용탕의 역류가 관찰되지 않았고 원활하게 판재주조가 진행되었으나, 그 이상의 간격에서는 용탕의 역류가 관찰되었다.As a result of this test, no reverse flow of the molten metal was observed up to 0.5 mm and smooth casting of the sheet was performed, but a reverse flow of the molten metal was observed at a longer interval.
이상과 같이 종래의 슬릿형 노즐은 상하부롤에 의한 압력으로 인해 반용융 판재에 역편석으로 인한 표면 결함이 발생하는 문제점이 있었으나,As described above, the conventional slit nozzle has a problem in that the surface defects due to reverse segregation in the semi-molten sheet due to the pressure of the upper and lower rolls,
본 발명의 경우 상하 길이가 상이한 비대칭형 노즐을 사용함에 의해 압력이 분산되어 상술한 바와 같은 표면 결함이 발생하지 않는 효과가 있다. In the case of the present invention, the pressure is dispersed by using asymmetric nozzles having different vertical lengths, so that the surface defects as described above do not occur.
Claims (2)
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KR1020060132830A KR100776043B1 (en) | 2006-12-22 | 2006-12-22 | Asymmetrical melt feeding nozzle |
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Family Applications (1)
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EP0352353A1 (en) | 1988-07-28 | 1990-01-31 | INTRACON Handelsgesellschaft für Industriebedarf mbH | Ladle nozzle brick for a closure device of a ladle |
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2006
- 2006-12-22 KR KR1020060132830A patent/KR100776043B1/en active IP Right Grant
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