KR101130720B1 - Apparatus for prevention of edge skull in twin roll strip casting - Google Patents

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Abstract

본 발명은 쌍롤식 박판주조공정(twin roll type strip casting)에 있어서, 주조 중에 에지댐의 하단부에서 용강의 응고에 의해 형성되는 용강의 응고체인 에지 스컬(edge skull)이 에지부에 혼입되어 발생되는 주편의 에지부 품질불량과 주조안정성의 저하를 방지하기 위한 에지스컬 저감하는 장치에 관한 것으로서, 특히 한 쌍의 주조롤의 단변부에 설치되는 에지댐 내화물 가동면 하단부에 용강의 유동을 발생시켜 에지스컬의 생성을 방지하기 위한 장치에 관한 것이다.In the twin roll type strip casting, the present invention is produced by mixing an edge skull, which is a solidified body of molten steel, formed by solidification of molten steel at the lower end of an edge dam during casting. The present invention relates to an apparatus for reducing edge sculls to prevent poor quality of castings and deterioration of casting stability. Particularly, an edge of refractories on a short side of a pair of casting rolls is used to generate a flow of molten steel at the lower end of an edge dam refractory movable surface. An apparatus for preventing the creation of a skull.

본 발명은 쌍롤식 박판주조공정의 주조 중 에지스컬의 발생을 방지하기 위해, 용강 중에 불활성가스를 공급할 수 있는 가스공급관이 에지댐의 가동면 중앙을 따라서 내화물 상부에서 하부까지 수직하게 형성된 홈에 매설되어 조립되고, 상기 가스공급관의 하단은 폐쇄되되 하단보다 높은 위치의 외주면에는 가스분사구가 형성되어 용강중으로 불활성가스를 취입할 수 있도록 되어 있고, 상기 가스공급관의 상단은 가스를 공급받을 수 있도록 가스관이 연결된 구조를 갖추어 주조중 에지스컬의 발생을 방지하는 쌍롤식 박판주조기의 에지스컬 방지장치에 있어서; 상기 가스분사구는 구경 0.1~0.5 mm인 분사구가 적어도 두 개 이상 용강방향으로 형성되고, 상기 가스공급관은 알루미나, 지르코니아, 스핀넬, 뮬라이트 중 어느 하나의 재질로 형성된 것을 특징으로 하는 쌍롤식 박판주조기의 에지스컬 방지장치.를 제공한다. In order to prevent the occurrence of edge scull during casting of the twin roll sheet metal casting process, the present invention is provided with a gas supply pipe capable of supplying an inert gas into the molten steel in a groove formed vertically from the upper side to the lower side of the refractory along the center of the edge of the edge dam. And the lower end of the gas supply pipe is closed, but a gas injection port is formed on the outer circumferential surface of a position higher than the lower end to allow the inert gas to be injected into the molten steel, and the upper end of the gas supply pipe allows the gas pipe to be supplied with gas. An edge scull preventing device of a twin roll sheet casting machine having a connected structure to prevent generation of edge sculls during casting; The gas injection port is formed of at least two injection holes having a diameter of 0.1 ~ 0.5 mm in the molten steel direction, the gas supply pipe is formed of any one material of alumina, zirconia, spinel, mullite Provide edge curl prevention device.

쌍롤식 박판주조, 에지스컬, 가스공급관Double Roll Sheet Casting, Edge Skull, Gas Supply Pipe

Description

쌍롤식 박판주조기의 에지스컬 방지장치{Apparatus for prevention of edge skull in twin roll strip casting}Apparatus for prevention of edge skull in twin roll strip casting}

도 1은 쌍롤식 박판주조장치의 일반적인 구성을 설명하는 개략도,1 is a schematic view illustrating a general configuration of a twin roll sheet casting device,

도 2는 에지스컬의 발생상태 설명도,2 is an explanatory diagram of a state of generation of edge sculls;

도 3은 본 발명의 에지스컬 방지장치의 개략도. 3 is a schematic view of the edge scull prevention device of the present invention.

- 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 - -Explanation of symbols for the main parts of the drawings-

1, 1' : 주조롤 2, 2' : 에지댐 1, 1 ': casting roll 2, 2': edge dam

10, 20 : 에지댐 내화물 12 : 에지스컬10, 20: edge dam refractory 12: edge skull

22 : 가스공급관 24 : 가스분사구22 gas supply pipe 24 gas injection port

본 발명은 쌍롤식 박판주조공정에 있어서, 한 쌍의 주조롤 단변부에 설치하여 용강유출을 봉쇄하기 위한 목적으로 사용되는 에지댐 내화물의 하단부에서 용강의 정체 및 열손실로 인해 응고가 발생되어 에지 스컬(edge skull)이 형성되고 혼입되는 것을 방지하여 양질의 박판주편을 안정적으로 주조하기 위한 장치에 관한 것으로써, 특히 에지댐 내화물의 하부에 용강의 정체를 해소시키기 위해 지속적으 로 유동을 부여함으로써 에지 스컬을 방지하는 장치에 관한 것이다.  In the twin roll type sheet casting process, solidification occurs due to stagnation and heat loss of molten steel at the lower end of an edge dam refractory used for the purpose of blocking molten steel outflow by being installed at a pair of casting roll short sides. The present invention relates to an apparatus for stably casting high quality sheet steel by preventing the formation and mixing of skulls. In particular, by continuously applying flow to solve the stagnation of molten steel in the lower portion of the edge dam refractory material. An apparatus for preventing edge sculls.

쌍롤식 박판주조공정은 냉각되고 있는 한 쌍의 주조롤 사이에 용강을 공급하고 주조롤을 상호 마주보는 방향으로 회전시켜 용강으로부터 직접 얇은 강판을 연속적으로 제조하는 방법이다. 쌍롤식 박판주조기는 도 1과 같이 평행하게 설치되어 있는 한 쌍의 주조롤(1)(1')과 그 양측 단변부에서 용강 유출을 봉쇄하는 에지댐(2)(2') 그리고 턴디쉬(3)로부터 주조기에 용강을 공급하는 용강공급노즐(4) 등의 설비로 구성된다. 주조롤(1)(1') 사이에 용강을 공급하여 용강풀의 높이를 일정하게 유지시키고 주조롤을 회전시키면, 주조롤의 표면에는 한 쌍의 응고쉘(shell)이 형성되고 이들이 주조롤의 최근접점 부근에서 연속적으로 서로 합체되어 주편(S)을 이루게 되어 박판주편을 연속주조할 수 있게 된다. The twin roll sheet metal casting process is a method of continuously manufacturing a thin steel sheet directly from molten steel by supplying molten steel between a pair of casting rolls being cooled and rotating the casting rolls in a direction facing each other. Twin roll type sheet casting machine is a pair of casting rolls (1) (1 ') installed in parallel as shown in FIG. 1, edge dams (2) (2') for sealing outflow of molten steel at both short sides thereof, and a tundish ( And a molten steel supply nozzle 4 for supplying molten steel to the casting machine from 3). By supplying molten steel between the casting rolls (1) and (1 ') to keep the height of the molten steel pool constant and rotating the casting roll, a pair of solidification shells are formed on the surface of the casting roll and they Continuously merged with each other in the vicinity of the closest contact to form a cast (S) it is possible to continuously cast a thin sheet cast.

쌍롤식 박판주조공정에 있어서 에지댐의 하단부는 한 쌍의 주조롤 사이의 간격이 매우 좁게 되는 구조를 하고 있으므로 용강의 유동이 거의 정체되고 특히 냉각되고 있는 주조롤에 의해 용강의 열손실이 발생되어 용강이 쉽게 응고될 수 있는 조건에 있기 때문에 일반적으로 도 2에 나타낸 바와 같이 에지댐 내화물(10)의 하단부에는 용강이 응고된 에지스컬(12)이 생성되어 에지댐 내화물(10)의 표면에서 성장된다. 상기 에지스컬(12)은 주조 중에 성장과 탈락을 반복하여 에지부에 혼입되며, 따라서 주편의 에지부 품질을 저하시키고 주조 안정성에 영향을 미칠 뿐 아니라 스컬이 굳은 경우는 주조롤(1, 1') 사이에 압착되어 주조롤의 손상을 초래하여 심각한 문제가 된다. In the twin-roll thin plate casting process, the lower end of the edge dam has a structure in which the gap between the pair of casting rolls is very narrow. Therefore, the flow of molten steel is almost stagnant and heat loss of the molten steel is generated by the casting roll being cooled. Since molten steel is in a condition that can be easily solidified, as shown in FIG. 2, an edge scull 12 in which molten steel is solidified is formed at the lower end of the edge dam refractory 10 to grow on the surface of the edge dam refractory 10. do. The edge scull 12 is incorporated into the edge part by repeating growth and dropping during casting, thus deteriorating the edge quality of the cast and affecting the casting stability as well as casting rolls (1, 1 ') when the skull is hardened. It is crimped between) and causes damage to the casting roll, which is a serious problem.

이와 같은 에지스컬의 생성을 방지하기 위하여 종래에는 에지댐 내화물 재질의 구성에 있어서 열전도율이 낮은 재질을 사용하여 용강의 열손실 및 응고를 감소시키거나 또는 일본공개특허공보 특개2001-150106와 같이 에지댐의 바탕 내화물 하단부에 내화물을 두께방향으로 관통하여 설치된 미세한 금속관을 설치하고 이 관을 통하여 에지댐 하단부에서 불활성 기체를 용강에 취입하여 용강의 응고를 방지하는 방법을 사용하고 있다. 그러나 상기 전자의 경우는 용강이 에지부 하단에서 정체될 경우에는 열전도가 낮은 에지댐 재질이 스컬의 생성과 성장을 방지하는 효과가 적었으며, 후자의 경우는 에지댐의 제작공정이 매우 복잡할 뿐 아니라, 금속재질로 제작된 가스배관이 고온에서 열화되거나 가스 배출구가 용강에 의해서 막히는 문제가 발생되어 보다 안정적인 방안이 필요하다. In order to prevent the formation of such edge scull, conventionally, a material having a low thermal conductivity in the construction of an edge dam refractory material is used to reduce heat loss and solidification of molten steel, or as shown in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-150106. In order to prevent solidification of molten steel, a fine metal tube is installed at the lower end of the refractory in the thickness direction and the inert gas is injected into the molten steel at the lower edge of the edge dam through the tube. However, in the former case, when the molten steel is stagnated at the bottom of the edge portion, the edge dam material having low thermal conductivity prevents the formation and growth of the skull. In the latter case, the manufacturing process of the edge dam is very complicated. In addition, a gas pipe made of a metal material is degraded at a high temperature or a gas outlet is blocked by molten steel, so a more stable solution is needed.

상기와 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에서는 종래의 기술들 중, 특히 에지댐의 하단부에 가스를 취입하여 용강의 정체역을 해소함으로써 에지스컬의 발생을 방지하는 기술에 대해 보다 용이하고 안정적으로 사용할 수 있도록 종래의 가스취입방법을 개선한 에지스컬 방지 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.In order to solve the above problems and problems, in the present invention, in particular, it is easier and more stable to use a technique for preventing the generation of edge sculls by injecting gas into the lower end of the edge dam to solve the stagnation of molten steel. An object of the present invention is to provide an apparatus for preventing edge sculls, which is an improvement of the conventional gas blowing method.

상술한 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 쌍롤식 박판주조공정의 주조 중 에지스컬의 발생을 방지하는 장치에 있어서, 용강 중에 가스를 공급할 수 있는 가스공급관이 에지댐 내화물 가동면의 중앙을 따라서 내화물 상부에서 하단부의 일정 높이까지 수직하게 형성된 홈에 매설되어 조립되고, 상기 가스공급관의 하단은 폐쇄되어 있고, 상단은 가스를 공급할 수 있도록 되어 있으며, 하단부에는 가스분사구가 형성되어 용강중으로 가스를 취입할 수 있도록 되어 주조중 에지스컬의 발생을 방지하는 쌍롤식 박판주조기의 에지스컬 방지장치를 제공한다.In order to achieve the above technical problem, the present invention is a device for preventing the generation of edge scull during casting of the twin-roll sheet metal casting process, the gas supply pipe which can supply gas in the molten steel along the center of the edge dam refractory movable surface It is embedded and assembled in a groove formed vertically from the upper part of the refractory to a certain height of the lower part, the lower part of the gas supply pipe is closed, the upper part is capable of supplying gas, and a gas injection port is formed at the lower part to blow gas into the molten steel. It is possible to provide an edge scull prevention device of a twin roll sheet caster to prevent the occurrence of edge scull during casting.

또한, 본 발명은 상기 가스분사구는 구경 0.1~0.5mm인 분사구가 두 개 이상 용강방향으로 형성된 것을 특징으로 하는 쌍롤식 박판주조기의 에지스컬 방지장치를 제공한다.In addition, the present invention provides an edge scull prevention device of a twin-roll thin plate casting machine, characterized in that the gas injection port is formed in two or more injection holes having a diameter of 0.1 ~ 0.5mm in the molten steel direction.

또한, 본 발명은 상기 상기 가스공급관은 산화물, 산화물-흑연 또는 질화물계 내화재료로 된 것을 특징으로 하는 쌍롤식 박판주조기의 에지스컬 방지장치를 제공한다.The present invention also provides an apparatus for preventing edge curl of a twin roll sheet caster, wherein the gas supply pipe is made of an oxide, oxide-graphite, or nitride-based refractory material.

또한, 본 발명은 상기 가스는 불활성가스인 것을 특징으로 하는 쌍롤식 박판주조기의 에지스컬 방지장치를 제공한다.In addition, the present invention provides a device for preventing edge curl of a twin roll sheet caster, characterized in that the gas is an inert gas.

이하, 본 발명에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명의 에지스컬발생 방지장치는 도 3에 나타낸 바와 같으며, (a)는 측면측 단면도이며, (b)는 (a)를 위에서 바라본 그림이며, (c)는 가스공급관의 일실시예의 상세도이다. 3 is a side cross-sectional view, (b) is a view from above of (a), and (c) is a detail of an embodiment of a gas supply pipe. It is also.

에지댐(20)의 가동면에 설치된 가스공급관(22)을 통해 에지댐(20)의 하단부에서 가스공급관(22) 하단에 형성되어 있는 가스분사구(24)들을 통해 용강(M)에 불활성 기체를 취입하여 용강에 와류를 발생시킴으로써 용강의 정체를 해소하고 에지스컬의 발생을 방지하는 것이다.
이와 같은 장치에 있어서, 가스공급관(22)은 내화재질로 된 관이며, 에지댐(20)의 가동면에 임의의 깊이로 형성되어 있는 홈 내에 매설되고 주조 중에 움직이지 않도록 부정형 내화물(26)로 홈을 채워서 고정된다.
가스공급관(22)의 하단은 폐쇄되어 있으며, 상단은 상부에서 가스관(28)을 통하여 가스를 공급할 수 있도록 되어 있고, 폐쇄된 측은 에지댐(20)의 하단부를 향해 설치되고 폐쇄된 측에는 용강을 향하여 가스를 분사할 수 있도록 2개 이상의 미세한 구멍으로 된 가스분사구(24)가 형성되어 있다.
따라서, 가스공급관(22)의 상단을 통해서 소정의 유량으로 공급된 불활성 기체는 가스공급관의 하부에 다수 형성되어 있는 가스분사구(24)들을 통해 용강으로 분사되고 에지댐(20)의 하단부에서 용강의 와류를 발생시킴으로써 주조 중에 용강의 정체가 해소되고 도 2와 같은 에지스컬(12)의 생성이 억제된다. Inert gas is injected into the molten steel M through the gas injection holes 24 formed at the lower end of the gas supply pipe 22 at the lower end of the edge dam 20 through the gas supply pipe 22 installed on the movable surface of the edge dam 20. By blowing and generating vortex in the molten steel, the molten steel is eliminated and the edge scull is prevented.
In such a device, the gas supply pipe 22 is a refractory material, which is embedded in a groove formed in an arbitrary depth on the movable surface of the edge dam 20 and is fixed to the irregular refractory 26 so as not to move during casting. It is fixed by filling the groove.
The lower end of the gas supply pipe 22 is closed, and the upper end of the gas supply pipe 22 is configured to supply gas through the gas pipe 28, and the closed side is installed toward the lower end of the edge dam 20 and toward the molten steel on the closed side. A gas injection port 24 made of two or more fine holes is formed to inject gas.
Therefore, the inert gas supplied at a predetermined flow rate through the upper end of the gas supply pipe 22 is injected into the molten steel through the gas injection holes 24 formed in the lower part of the gas supply pipe and the molten steel at the lower end of the edge dam 20. By generating the vortex, stagnation of the molten steel is eliminated during casting, and generation of the edge scull 12 as shown in FIG. 2 is suppressed.

가스분사구(24)는 에지댐(20)의 최하단에서 약 20mm 상부에서부터 최초 형성되며, 그 이하 높이에 형성될 경우에는 용강의 와류에 의해서 응고쉘의 형성에 방해가 될 수 있다.
가스분사구(24)의 면적이 지나치게 넓을 경우에는 가스를 분사하는 과정 중에 용강의 침투가 발생되며, 가스분사구(24)가 지나치게 좁을 경우는 분사되는 기체의 압력손실이 크기 때문에 가스분사구(24)는 구경이 약 0.1~0.5 mm인 분사구가 2개 이상 형성되어 수평 또는 임의의 각도를 갖고 배열되어 용강의 와류를 촉진할 수 있도록 되어 있는 것이 바람직하다. The gas injection port 24 is initially formed at an upper portion of about 20 mm at the lowermost end of the edge dam 20, and when formed at a height lower than that, the gas injection port 24 may interfere with the formation of the solidification shell by the vortex of the molten steel.
If the area of the gas injection port 24 is too large, penetration of molten steel occurs during the gas injection process. If the gas injection port 24 is too narrow, the gas injection port 24 has a large pressure loss of the injected gas. It is preferable that two or more injection holes having a diameter of about 0.1 to 0.5 mm are formed to be arranged horizontally or at an arbitrary angle so as to promote the vortex of the molten steel.

한편, 가스공급관(22)은 용강에 대한 내식성 및 열적성질이 우수하고, 강도가 우수한 재질로서 알루미나, 지르코니아, 스핀넬, 뮬라이트 및 이들 산화물-흑연 등의 내화물 재질을 적용하는 것이 바람직하다.
가스공급관(22)은 상부를 통해 질소 또는 알곤 가스가 공급되며, 주조속도가 빠를 경우는 가스량을 줄이고, 주조속도가 느려서 용강의 정체가 증가되는 경우에는 가스의 공급을 증가시킬 필요가 있다.
또한, 용강공급량의 판단은 생성된 주편의 에지부 관찰을 통하여 에지스컬의 혼입이 빈번하거나 특히 에지스컬의 크기가 20mm 이상으로 성장한 경우에는 가스의 취입량을 증가시킬 필요가 있다. On the other hand, the gas supply pipe 22 is preferably a refractory material such as alumina, zirconia, spinel, mullite, and these oxide-graphite as a material having excellent corrosion resistance and thermal properties and excellent strength for molten steel.
The gas supply pipe 22 is supplied with nitrogen or argon gas through the upper part, and when the casting speed is fast, the amount of gas is reduced, and when the stagnation of molten steel is increased due to the slow casting speed, it is necessary to increase the supply of gas.
In addition, the determination of the molten steel supply amount is necessary to increase the blowing amount of the gas when the mixing of the edge scull is frequent or especially when the size of the edge scull grows to 20 mm or more through observation of the edge of the produced cast steel.

상기와 같이 용이한 방법으로 에지댐(20)에 설치된 가스공급관(22)을 통해 가스분사구(24)로 불활성기체를 안정적으로 취입함에 의해서 에지스컬의 주편혼입을 감소시키고 안정적인 주조가 가능하게 된다. By stably blowing the inert gas into the gas injection port 24 through the gas supply pipe 22 installed in the edge dam 20 in an easy manner as described above, it is possible to reduce the cast slab mixing of the edge scull and to enable stable casting.

본 발명은 에지부 하단에 용강의 와류를 형성시키기 위하여 불활성 기체를 분사함에 의해 에지부 하단에서 용강의 응고를 억제시키는 동시에 양호한 품질의 주편을 얻을 수 있다. The present invention can suppress solidification of molten steel at the lower edge of the edge portion by spraying an inert gas to form a vortex of molten steel at the lower edge of the edge portion, and at the same time obtain a cast of good quality.

본 발명은 종래에 비해 단순화된 안정적인 가스공급방법을 통하여 에지댐의 하단부로부터 용강으로 불활성 기체를 분사함으로써, 용강의 응고에 의한 에지스컬 발생을 억제하여 주편에 에지스컬의 혼입을 방지함으로써 주편의 에지부 픔질과 주조안정성을 향상시키고, 주조롤 등의 설비를 보호할 수 있다. The present invention by injecting an inert gas from the lower end of the edge dam to the molten steel through a simplified gas supply method compared to the prior art, by suppressing the edge scull generated by the solidification of the molten steel to prevent the mixing of the edge scull on the cast steel edge It can improve the parting and casting stability and protect the facilities such as casting rolls.

Claims (4)

쌍롤식 박판주조공정의 주조 중 에지스컬의 발생을 방지하는 장치에 있어서;An apparatus for preventing generation of edge sculls during casting of a twin roll sheet metal casting process; 쌍롤식 박판주조공정의 주조 중 에지스컬의 발생을 방지하기 위해, 용강 중에 불활성가스를 공급할 수 있는 가스공급관이 에지댐의 가동면 중앙을 따라서 내화물 상부에서 하부까지 수직하게 형성된 홈에 매설되어 조립되고, In order to prevent the occurrence of edge scull during casting of the twin roll sheet metal casting process, a gas supply pipe capable of supplying an inert gas into molten steel is embedded in a groove vertically formed from the upper side to the lower side of the refractory along the center of the edge dam's movable surface. , 상기 가스공급관의 하단은 폐쇄되되 하단보다 높은 위치의 외주면에는 가스분사구가 형성되어 용강중으로 불활성가스를 취입할 수 있도록 되어 있고, The lower end of the gas supply pipe is closed, but a gas injection port is formed on the outer circumferential surface at a position higher than the lower end so that inert gas can be injected into the molten steel. 상기 가스공급관의 상단은 가스를 공급받을 수 있도록 가스관이 연결된 구조를 갖추어 주조중 에지스컬의 발생을 방지하되,The upper end of the gas supply pipe has a structure connected to the gas pipe to receive the gas to prevent the occurrence of edge scull during casting, 상기 가스분사구는 구경 0.1~0.5 mm인 분사구가 적어도 두 개 이상 용강방향으로 형성되고,The gas injection port is formed with at least two injection holes having a diameter of 0.1 ~ 0.5 mm in the molten steel direction, 상기 가스공급관은 알루미나, 지르코니아, 스핀넬, 뮬라이트 중 어느 하나의 재질로 형성된 것을 특징으로 하는 쌍롤식 박판주조기의 에지스컬 방지장치.The gas supply pipe is edge curl prevention device of a twin roll sheet caster, characterized in that formed of any one material of alumina, zirconia, spinel, mullite. 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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