KR101228380B1 - 상부 노즐 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 상부 노즐 내공의 형상에 착안하여 에너지 손실이 적은 매끄러운(일정한) 용강의 흐름을 만들어 냄으로써, 부착물의 발생을 억제하는 것이 가능한 내공 형상을 구비한 상부 노즐을 제공하기 위해, 용강이 통과하는 상부 노즐(10)의 내공(11)의 상단의 직경을 하단의 직경의 1.5배 이상으로 함과 동시에, 내공 벽면(14)의 단면 형상을 log(r(z))=(1/n)×log((H+L)/(H+z))+log(r(L))…(n=1.5~6)에 나타나는 형상으로 한다.
Description
본 발명은, 레이들이나 턴디쉬의 송풍구(tuyere)에 끼워맞춤되는 상부 노즐로서, 특히 부착물의 발생을 억제하는 것이 가능한 상부 노즐에 관한 것이다.
턴디쉬나 레이들의 송풍구에 끼워맞춤되는 상부 노즐에서는, 용강이 통과하는 내공(內孔) 내에 알루미나 등이 부착되어 부착물이 되고, 유로가 축소되어 조업을 방해하며, 때로는 유로가 완전히 막혀 조업 불가능하게 되는 경우도 있다. 그리고, 부착물의 발생을 방지하는 방법으로서는, 예를 들면 가스 취입구를 설치하여 비활성 가스를 불어넣는 방법이 제안되어 있다(예를 들면, 특허문헌 1 또는 2 참조).
그러나, 특허문헌 1이나 2에 기재된 상부 노즐은, 가스 취입을 위한 구조가 복잡하고, 제조에 시간이 걸리며, 조업에도 가스가 필요하기 때문에, 비용 상승으로 이어지고 있었다. 또한, 가스 취입식의 노즐이라도 부착물의 발생을 완전히 방지하기는 어려웠다.
그런데, 상부 노즐로서는, 예를 들면 상방에 형성된 테이퍼부와, 하방에 형성된 스트레이트부로 구성되어 있는 것(도 12(a) 참조)이나, 테이퍼부로부터 스트레이트부로 연속하는 개소를 원호형상으로 한 것(도 13(a) 참조)이 널리 이용되고 있다. 또, 도 2 내지 13에서의 각 도면 (a)는, 상부 노즐을 슬라이딩 노즐 장치(이하, 「SN장치」라고 함)에 설치한 상태를 도시하고 있다. 그리고, 일점 파선의 아래는 상부 플레이트의 내공이다. 또한, 내공이 어긋나 있는 개소의 하측은 중간 플레이트 또는 하부 플레이트의 내공이다.
도 12(a)에 나타낸 형상의 상부 노즐(길이 230mm)의 내공을 용강이 통과할 때에, 내공 벽면에 가해지는 압력의 분포를 계산하면, 도 12(b)에 점선으로 도시된 바와 같이, 내공 형상이 테이퍼로부터 스트레이트로 변화하는 위치(내공 상단으로부터 180mm)를 넘는 부근에서 압력이 급격하게 변화하고 있는 것이 확인되었다.
또한, 도 13(a)에 나타낸 형상의 상부 노즐(길이 230mm)의 내공을 용강이 통과할 때에, 내공 벽면에 가해지는 압력의 분포를 계산하면, 도 13(b)에 도시된 바와 같이, 내공 형상이 테이퍼로부터 스트레이트로 변화하는 도 12(a)에 나타낸 형상의 상부 노즐에 비해 급격한 압력 변화가 억제되어 있지만, 원호형상으로 압력이 변화하고 있어, 압력 변화가 일정하지 않은 것이 확인되었다. 또, 도 2 내지 13에서의 각 도면 (b)의 일점 파선으로부터 우측은, 상부 플레이트 내공 벽면에 가해지는 압력이다.
압력의 급격한 변화나 원호형상의 압력 변화는, 테이퍼로부터 스트레이트로 내공 형상이 변화하는 것에 따라 용강의 흐름이 변화하기 때문이다. 또한, 용강의 흐름을 의도적으로 변화시키는 선회 노즐에서는, 용강의 흐름이 변화하는 부근에서 부착물이 확인되고 있기 때문에, 용강의 매끄러운(smooth) 흐름, 즉 내공 벽면에 대한 압력의 변화가 거의 일정한 용강의 흐름을 만들어 냄으로써, 상부 노즐 내공 내의 부착물을 억제할 수 있는 것으로 사료된다.
용강의 흐름을 일정하게 하는 것으로서는, 전로(轉爐)의 출강구의 내공 형상에 관한 발명이 제안되어 있다(예를 들면, 특허문헌 3 참조).
그러나, 특허문헌 3은, 용강류 중심부에 진공 부분을 만들지 않음으로써, 슬래그의 말려 들어감이나 산소, 질소 등의 혼입을 억제하는 것으로, 부착물의 발생을 방지하는 것이 아니다. 또한, 특허문헌 3에서는, 전로(정련 용기)를 대상으로 하고, 슬래그의 말려 들어감 방지 등의 효과가 중요해지는 것은 용강 배출 말기(출강 시간을 5분이라고 하면 말기 1분 정도)이다. 한편, 레이들이나 턴디쉬(주조 용기)에서 부착물의 발생을 방지하기 위해서는, 용강 배출 말기 이외에 특별히 효과를 발휘할 필요가 있고, 효과의 발휘를 기대하는 시기도 다르다.
그래서, 본 발명에서는, 용강류 외주부로부터 내공 벽으로의 압력 안정화를 도모함으로써, 에너지 손실이 적은(매끄러운) 용강의 흐름을 만들어 내고, 부착물의 발생을 억제하는 것이 가능한 내공 형상을 구비한 상부 노즐을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 턴디쉬나 레이들의 송풍구에 끼워맞춤되는 상부 노즐로서, 노즐 길이를 L, 계산상의 헤드 높이를 H, 상단부로부터의 거리 z에서의 반경을 r(z)라고 했을 때, 용강이 통과하는 내공의 축을 따라 절단한 내공 벽면의 단면 형상이,
log(r(z))=(1/1.5)×log((H+L)/(H+z))+log(r(L))과
log(r(z))=(1/ 6)×log((H+L)/(H+z))+log(r(L))
으로 나타나는 곡선 사이의 r(z)의 z미분이 연속되는 곡선이고, 상기 계산상의 헤드 높이 H는,
H=((r(L)/r(0))n×L)/(1-(r(L)/r(0))n)(n=1.5~6)
이며, 상기 내공의 상단의 내경 r(0)이 하단의 내경 r(L)의 1.5배 이상인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 있어서는, 용강이 통과하는 내공의 축을 따라 절단한 내공 벽면의 단면 형상의 적어도 80%의 형상이 상기 형상이 되도록 할 수 있다.
또, 본 발명에서는, 용강이 통과하는 내공의 축을 따라 절단한 내공 벽면의 단면 형상이,
log(r(z))=(1/n)×log((H+L)/(H+z))+log(r(L))(n=1.5~6)
으로 나타나는 곡선이 되도록 할 수도 있다. 이 경우도, 내공 벽면의 단면 형상의 적어도 80%의 형상이 상기 곡선이 되도록 할 수 있다.
본 발명에서는, 용강이 통과하는 상부 노즐 내공에의 부착물의 발생을 억제할 수 있다.
도 1은 본 발명에 관한 상부 노즐의 일례를 도시하는 종단면도이다.
도 2는 n=1.5인 상부 노즐의 형상 및 용강 통과시의 압력 분포를 도시하는 도면이다.
도 3은 n=2인 상부 노즐의 형상 및 용강 통과시의 압력 분포를 도시하는 도면이다.
도 4는 n=4인 상부 노즐의 형상 및 용강 통과시의 압력 분포를 도시하는 도면이다.
도 5는 n=5인 상부 노즐의 형상 및 용강 통과시의 압력 분포를 도시하는 도면이다.
도 6은 n=6인 상부 노즐의 형상 및 용강 통과시의 압력 분포를 도시하는 도면이다.
도 7은 n=7인 상부 노즐의 형상 및 용강 통과시의 압력 분포를 도시하는 도면이다.
도 8은 n=8인 상부 노즐의 형상 및 용강 통과시의 압력 분포를 도시하는 도면이다.
도 9는 n=1인 상부 노즐의 형상 및 용강 통과시의 압력 분포를 도시하는 도면이다.
도 10은 n=4, 내공 대직경부의 직경이 내공 소직경부의 직경의 1.5배인 상부 노즐의 형상 및 용강 통과시의 압력 분포를 도시하는 도면이다.
도 11은 내공 대직경부의 직경이 내공 소직경부의 직경의 약 1배인 상부 노즐의 형상 및 용강 통과시의 압력 분포를 도시하는 도면이다.
도 12는 종래의 상부 노즐의 형상 및 용강 통과시의 압력 분포를 도시하는 도면이다.
도 13은 종래의 상부 노즐의 형상 및 용강 통과시의 압력 분포를 도시하는 도면이다.
도 2는 n=1.5인 상부 노즐의 형상 및 용강 통과시의 압력 분포를 도시하는 도면이다.
도 3은 n=2인 상부 노즐의 형상 및 용강 통과시의 압력 분포를 도시하는 도면이다.
도 4는 n=4인 상부 노즐의 형상 및 용강 통과시의 압력 분포를 도시하는 도면이다.
도 5는 n=5인 상부 노즐의 형상 및 용강 통과시의 압력 분포를 도시하는 도면이다.
도 6은 n=6인 상부 노즐의 형상 및 용강 통과시의 압력 분포를 도시하는 도면이다.
도 7은 n=7인 상부 노즐의 형상 및 용강 통과시의 압력 분포를 도시하는 도면이다.
도 8은 n=8인 상부 노즐의 형상 및 용강 통과시의 압력 분포를 도시하는 도면이다.
도 9는 n=1인 상부 노즐의 형상 및 용강 통과시의 압력 분포를 도시하는 도면이다.
도 10은 n=4, 내공 대직경부의 직경이 내공 소직경부의 직경의 1.5배인 상부 노즐의 형상 및 용강 통과시의 압력 분포를 도시하는 도면이다.
도 11은 내공 대직경부의 직경이 내공 소직경부의 직경의 약 1배인 상부 노즐의 형상 및 용강 통과시의 압력 분포를 도시하는 도면이다.
도 12는 종래의 상부 노즐의 형상 및 용강 통과시의 압력 분포를 도시하는 도면이다.
도 13은 종래의 상부 노즐의 형상 및 용강 통과시의 압력 분포를 도시하는 도면이다.
이하, 본 발명을 실시하기 위한 최량의 형태에 대해 첨부 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은, 용강이 통과하는 내공의 축방향을 따라 본 발명에 관한 상부 노즐을 절단한 단면도의 일례이다. 이 도면에 도시된 바와 같이 본 발명에 관한 상부 노즐(10)은, 용강이 통과하는 내공(11)을 구비하고, 해당 내공은, 턴디쉬나 레이들의 송풍구에 끼워맞춤되는 대직경부(12), 용강을 배출하는 소직경부(13), 대직경부(12)에서 소직경부(13)에 이어지는 내공 벽면(14)을 구비하여 구성되어 있다.
그리고, 본 발명에서의 내공 벽면(14)은, 내공(11)의 축방향으로 절단한 단면 형상(log(r(z)))이
log(r(z))=(1/1.5)×log((H+L)/(H+z))+log(r(L))…15
와
log(r(z))=(1/6)×log((H+L)/(H+z))+log(r(L))…16
사이의 매끄러운 면, 더 바람직하게는,
log(r(z))=(1/n)×log((H+L)/(H+z))+log(r(L)) (n:1.5~6)
으로 나타나는 곡선 형상이다. 여기서 매끄러운 면이란, r(z)에 대한 미분이 연속되는 곡선, 즉 곡면과 해당 곡면의 접선으로 이루어지는 면이다.
본원 발명자는, 노즐의 내공 벽면압 분포를 높이 방향에 대해 안정하게 함으로써, 에너지 손실이 적은 매끄러운(일정한) 용강의 흐름이 만들어진다고 생각하고, 이하에 설명하는 바와 같이 내공 벽면의 급격한 압력 변화가 억제되는 본 발명의 내공 형상을 발견하였다.
우선, 상부 노즐 내공을 흐르는 용강량은 상부 노즐의 하부에 설치되는 SN장치에 의해 제어되지만, 용강의 유속을 얻는 에너지는 기본적으로 턴디쉬 내의 용강의 헤드이기 때문에, 내공 상단으로부터 거리 z의 위치에서의 용강의 유속 v(z)은, 중력 가속도를 g, 용강의 헤드 높이를 H', 유량 계수를 k라고 하면,
v(z)=k(2g(H'+z))1/2
으로 나타난다.
그리고, 상부 노즐 내공을 흐르는 용강의 유량(Q)은, 유속(v)과 단면적(A)의 곱이기 때문에, 상부 노즐의 길이를 L이라고 하고, 내공 하단에서의 용강의 유속을 v(L), 내공 하단의 단면적을 A(L)이라고 하면,
Q=v(L)×A(L)=k(2g(H'+L))1/2×A(L)
으로 나타난다.
또한, 내공 안의 어느 위치에서 내공축에 수직으로 단면을 취해도 유량(Q)은 일정하기 때문에, 내공 상단으로부터 거리 z의 위치에서의 단면적 A(z)는,
A(z)=Q/v(z)=k(2g(H'+L))1/2×A(L)/k(2g(H'+z))1/2
으로 나타나고, 양변을 A(L)로 나누면,
A(z)/A(L)=((H'+L)/(H'+z))1/2
이 된다.
여기서, 원주율을 π라고 하면, A(z)=πr(z)2, A(L)=πr(L)2이기 때문에,
A(z)/A(L)=πr(z)2/πr(L)2=((H'+L)/(H'+z))1/2
r(z)/r(L)=((H'+L)/(H'+z))1/4…(1)
이 된다.
따라서, 내공의 임의의 위치의 반경 r(z)는,
log(r(z))=(1/4)×log((H'+L)/(H'+z))+log(r(L))
으로 나타나고, 내공 벽면의 단면 형상을 해당 조건을 만족시키는 형상으로 함으로써, 에너지 손실을 최소화할 수 있다.
그런데, 턴디쉬의 탕량은 조업 중 거의 일정하게 유지되어 있고, 헤드의 높이는 일정하다. 그러나, 용강은 턴디쉬의 탕면으로부터 상부 노즐로 직접 흘러들어가는 것이 아니라, 턴디쉬 저면에서 가까운 위치로부터 흘러들어가는 것이 알려져 있다. 또한, 레이들에서도 탕면의 높이는 변화하지만, 턴디쉬와 마찬가지로 저면에서 가까운 위치로부터 용강이 흘러들어가는 것이 알려져 있다. 또, 상부 노즐 내공의 하단부(내공 소직경부)의 직경은 스루풋에 의해 정해진다.
본원 발명자는 정성껏 검토를 하여, 상단부(내공 대직경부)의 내경을 하단부(내공 소직경부)의 내경의 1.5배 이상으로 함으로써, 내공 상단부 근방에서 발생하는 급격한 압력 변화를 억제할 수 있음을 발견하였다. 이는, 상단부의 내경이 하단부의 내경의 1.5배 미만일 때, 턴디쉬나 레이들에서 상부 노즐에 걸친 형상을 완만하게 하기 위한 거리를 충분히 확보하기 어렵고, 해당 형상이 급격하게 변화하기 때문이다. 또, 상단부의 내경은 하단부의 내경의 2.5배 이하인 것이 바람직하다. 상단부의 내경이 넓을수록 턴디쉬나 레이들의 송풍구도 넓어지는 등, 현실적이지 않기 때문이다.
따라서, 내공 대직경부와 내공 소직경부의 비는, 상기한 식(1)로부터
r(0)/r(L)=((H+L)/(H+0))1/4=1.5~2.5
으로 나타나기 때문에, 상단부와 하단부의 내경과 두 내경의 비가 정해지면, 계산상의 헤드 높이(H)를 구할 수 있다. 즉, 계산상의 헤드 높이(H)는,
H=((r(L)/r(0))4×L)/(1-(r(L)/r(0))4)
으로 나타난다.
그래서, 본원 발명자는,
log(r(z))=(1/4)×log((H'+L)/(H'+z))+log(r(L))
에서 용강의 헤드 높이(H')를 대신하여 계산상의 헤드 높이(H)를 이용함과 동시에,
log(r(z))=(1/n)×log((H+L)/(H+z))+log(r(L))
로 하여, n의 값을 변경한 단면 형상의 벽면을 구비한 내공형상의 상부 노즐이면, n=4 이외라도 종래에 비해 매끄러운 용강의 흐름이 형성되는 것이 아닐까 생각하여, n의 값이 다른 벽면 형상의 내공을 구비한 상부 노즐에 대해 내공 벽면에 발생하는 압력을 검증하였다.
또한, 이 때, 계산상의 헤드 높이(H)에서도 마찬가지로 변수 n을 적용하여
H=((r(L)/r(0))n×L)/(1-(r(L)/r(0))n)
으로 하였다.
r(0)/r(L)=((H+L)/(H+0))1/n=1.5~2.5
으로 나타나기 때문에, 상단부와 하단부의 내경과 두 내경의 비가 정해지면, n의 값에 따른 계산상의 헤드 높이(H)를 구할 수 있다.
이하, 실시예를 이용하여 본 발명을 더 상세하게 설명한다. 또, 각 실시예는 본원발명의 일태양에 불과하고, 하기 실시예에 한정되는 것이 아니다.
실시예
본 실시예에서는, 길이 230mm, 내공 대직경부의 직경 140mm, 내공 소직경부의 직경 70mm, 내공 벽면의 형상(log(r(z))=(1/n)×log((H+L)/(H+z))+log(r(L)))이 n=1.5(실시예 1)일 때, 즉,
log(r(z))=(1/1.5)×log((H+L)/(H+z))+log(r(L))
으로 나타나는 도 2(a)에 도시된 상부 노즐을 이용하여, 턴디쉬나 레이들의 헤드의 높이가 1000mm일 때에 내공 벽면에 가해지는 압력의 분포를 계산하였다. 계산 결과를 종래의 노즐인 도 11에 기재된 상부 노즐의 내공 상단의 벽면에 가해지는 압력을 0으로 하여 도 2(b)에 나타낸다. 또한, n=2(실시예 2), n=4(실시예 3), n=5(실시예 4), n=6(실시예 5), n=7(비교예 1), n=8(비교예 2), n=1(비교예 3)일 때, 즉,
log(r(z))=(1/2)×log((H+L)/(H+z))+log(r(L))
으로 나타나는 도 3(a)의 상부 노즐(실시예 2),
log(r(z))=(1/4)×log((H+L)/(H+z))+log(r(L))
으로 나타나는 도 4(a)의 상부 노즐(실시예 3),
log(r(z))=(1/5)×log((H+L)/(H+z))+log(r(L))
으로 나타나는 도 5(a)의 상부 노즐(실시예 4),
log(r(z))=(1/6)×log((H+L)/(H+z))+log(r(L))
으로 나타나는 도 6(a)의 상부 노즐(실시예 5),
log(r(z))=(1/7)×log((H+L)/(H+z))+log(r(L))
으로 나타나는 도 7(a)의 상부 노즐(비교예 1),
log(r(z))=(1/8)×log((H+L)/(H+z))+log(r(L))
으로 나타나는 도 8(a)의 상부 노즐(비교예 2),
log(r(z))=(1/1)×log((H+L)/(H+z))+log(r(L))
으로 나타나는 도 9(a)의 상부 노즐(비교예 3)을 이용하여 실시예 1과 같이 내공 벽면에 가해지는 압력 분포를 계산하였다. 계산 결과를 각 도면의 (b)에 도시한다.
실시예 1 내지 3(n=1.5~4)에서는, 내공 상단으로부터 하단에 걸쳐 서서히 압력이 변화하고 있는 것이 확인되었다. 급격한 압력 변화가 발생하지 않기 때문에, 용강의 흐름이 거의 일정한 것을 알 수 있다.
실시예 4 및 5(n=5, 6)에서는, 내공 상단부 근방에서 큰 압력 변화가 확인되었지만, 그 후는 서서히 압력이 변화하고 있는 것이 확인되었다. 구경이 넓고, 부착물에 의해 문제가 발생하기 어려운 내공 상단부 부근 이외에는 용강의 흐름이 거의 일정한 것을 알 수 있다.
비교예 1 및 2(n=7, 8)에서는, 내공 상단부 근방에서 약 100Pa 또는 약 200Pa부터 크게 압력이 변화하고 있다. 즉, 도 11에 도시된 종래의 상부 노즐보다도 내공 상단부 근방에서 큰 압력이 발생한 후, 매우 크게 압력이 변화하는 것이 확인되었다. 이 비교예 1 및 2에서는, 내공 상단부 근방에서 내공의 직경이 급격하게 감소하고, 구경이 좁으며, 부착물에 의해 문제가 발생하기 쉬운 개소에서 용강의 흐름이 급격하게 변화하고 있는 것을 알 수 있다.
비교예 3(n=1)에서는, 내공 벽면 형상이 테이퍼이고, 상부 플레이트와의 접촉부에 각이 형성되어 있으며, 상부 노즐 내의 압력 변화는 적지만, 예를 들면 도 2(b)와 도 9(b)를 비교하면 명백한 바와 같이, 상부 노즐로부터 상부 플레이트로 용강이 흘러들어간 후에 급격한 압력 변화가 일어나고 있는 것이 확인되었다.
이와 같이 본 발명에서는, 상부 노즐 내공을 용강이 통과할 때에, 내공 벽면에 가해지는 압력의 변화가 거의 일정하기 때문에, 용강의 흐름이 에너지 손실이 적은 일정한 흐름인 것을 알 수 있다. 또, 레이들에서는 탕면이 약 4000mm에서 서서히 내려가고, 턴디쉬에서도 탕면이 500mm정도인 것도 있다. 그러나, 앞에서도 서술한 바와 같이, 송풍구에 흘러들어가는 용강은 턴디쉬나 레이들의 저면에 가까운 위치에 있는 용강이고, 탕면의 높이가 변화함으로써 압력의 값 자체는 변화하지만, 압력 분포는 상기 각 실시예, 비교예와 마찬가지다.
「실시예 6」
본 실시예에서는, 길이 230mm, 내공 소직경부의 직경이 70mm, 내공 대직경부의 직경이 내경 하단(내공 소직경부)의 직경(D)의 1.5배(1.5D)인 108mm, 내공 벽면의 형상이 n=4일 때, 즉,
log(r(z))=(1/4)×log((H+L)/(H+z))+log(r(L))
으로 나타나는 도 1O(a)의 상부 노즐을 이용하여 실시예 1과 마찬가지로 내공 벽면에 가해지는 압력 분포를 계산하였다. 계산 결과를 도 10(b)에 나타낸다.
「비교예 4」
본 비교예에서는, 길이 230mm, 내공 소직경부의 직경이 70mm, 내공 대직경부의 직경이 내경 하단(내공 소직경부)의 직경(D)의 약 1배(1.06D)인 73mm, 내공 벽면의 형상이 n=4일 때, 즉,
log(r(z))=(1/4)×log((H+L)/(H+z))+log(r(L))
으로 나타나는 도 11(a)의 상부 노즐을 이용하여 실시예 1과 마찬가지로 내공 벽면에 가해지는 압력 분포를 계산하였다. 계산 결과를 도 11(b)에 나타낸다.
내공의 직경의 비가 약 1배(1.06D)인 비교예 4에서는, 내공 상단부 근방의 압력 변화가 심하지만, 내공의 직경의 비가 1.5배(1.5D)인 실시예 6이나, 2배(2D)인 실시예 3에서는, 내공 상단부 근방에서도 거의 일정한 압력 변화인 것이 확인되었다. 내공 벽면의 형상이 상기 log(r(z))으로 나타나는 경우, 내공의 직경이 넓어짐에 따라 턴디쉬나 레이들로부터 상부 노즐에 이어지는 벽면은 완만하게 되기 때문에, 내공 상단의 직경을 내공 하단의 직경의 1.5배 이상으로 함으로써, 내공 상단부 근방의 급격한 압력 변화를 억제할 수 있는 것을 알 수 있다.
또한, 종래의 노즐이나, 비교예 1 내지 4에서의 압력 변화로부터, 각이나 각에 가까운 형상이 있으면 급격한 압력 변화가 확인되는 점에서,
log(r(z))=(1/1.5)×log((H+L)/(H+z))+log(r(L))와
log(r(z))=(1/ 6)×log((H+L)/(H+z))+log(r(L)) 사이의 형상으로서,
내공 벽면에 각이 형성되어 있지 않은 매끄러운 단면 형상, 즉 r(z)의 z에 대한 미분(d(d(z))/dz)이 연속하는 단면 형상으로 함으로써, 용강의 흐름을 일정하게 하고, 부착물의 발생을 억제할 수 있는 것을 알 수 있다.
또, 내공 상단부 근방의 형상은 스토퍼 등의 요인에 의해 결정되는 것도 있고, 또한 내공 상단부 근방은 내경이 커서 부착물에 의한 영향이 작다. 한편, 내공 하단부 근방은 제조시에 기구를 삽입하기 때문에, 직동부(直胴部)로 하지 않을 수 없는 등 제조상의 관계 등으로 형상이 정해지는 경우도 있다. 따라서, 내공 벽면의 적어도 80%가
log(r(z))=(1/n)×log((H+L)/(H+z))+log(r(L))(n=1.5~6)
으로 나타나는 단면 형상이면 되고, 또한 Ar가스 등을 불어넣는 버블링 구조를 구비해도 된다.
10…상부 노즐
11…내공
12…대직경부
13…소직경부
14…내공 벽면
15…n=1.5일 때의 내공 벽면
16…n=6일 때의 내공 벽면
11…내공
12…대직경부
13…소직경부
14…내공 벽면
15…n=1.5일 때의 내공 벽면
16…n=6일 때의 내공 벽면
Claims (4)
- 턴디쉬나 레이들의 송풍구에 끼워맞춤되는 상부 노즐로서,
노즐 길이를 L, 계산상의 헤드 높이를 H, 상단부로부터의 거리 z에서의 반경을 r(z)라고 했을 때, 용강이 통과하는 내공의 축을 따라 절단한 내공 벽면의 단면 형상이,
log(r(z))=(1/1.5)×log((H+L)/(H+z))+log(r(L))과,
log(r(z))=(1/6)×log((H+L)/(H+z))+log(r(L))
으로 나타나는 곡선 사이의 r(z)의 z미분이 연속되는 곡선이고,
상기 계산상의 헤드 높이 H는,
H=((r(L)/r(0))n×L)/(1-(r(L)/r(0))n)(n=1.5~6)
이며,
상기 내공의 상단의 내경 r(0)이 하단의 내경 r(L)의 1.5배 이상인 것을 특징으로 하는 상부 노즐. - 턴디쉬나 레이들의 송풍구에 끼워맞춤되는 상부 노즐로서,
노즐 길이를 L, 계산상의 헤드 높이를 H, 상단부로부터의 거리 z에서의 반경을 r(z)라고 했을 때, 용강이 통과하는 내공의 축을 따라 절단한 내공 벽면의 단면 형상의 적어도 80%의 형상이,
log(r(z))=(1/1.5)×log((H+L)/(H+z))+log(r(L))과,
log(r(z))=(1/6)×log((H+L)/(H+z))+log(r(L))
으로 나타나는 곡선 사이의 r(z)의 z미분이 연속되는 곡선이고,
상기 계산상의 헤드 높이 H는,
H=((r(L)/r(0))n×L)/(1-(r(L)/r(0))n)(n=1.5~6)
이며,
상기 내공의 상단의 내경 r(0)이 하단의 내경 r(L)의 1.5배 이상인 것을 특징으로 하는 상부 노즐. - 턴디쉬나 레이들의 송풍구에 끼워맞춤되는 상부 노즐로서,
노즐 길이를 L, 계산상의 헤드 높이를 H, 상단부로부터의 거리 z에서의 반경을 r(z)라고 했을 때, 용강이 통과하는 내공의 축을 따라 절단한 내공 벽면의 단면 형상이,
log(r(z))=(1/n)×log((H+L)/(H+z))+log(r(L))(n=1.5~6)
으로 나타나는 곡선이고,
상기 계산상의 헤드 높이 H는,
H=((r(L)/r(0))n×L)/(1-(r(L)/r(0))n)(n=1.5~6)
이며,
상기 내공의 상단의 내경 r(0)이 하단의 내경 r(L)의 1.5배 이상인 것을 특징으로 하는 상부 노즐. - 턴디쉬나 레이들의 송풍구에 끼워맞춤되는 상부 노즐로서,
노즐 길이를 L, 계산상의 헤드 높이를 H, 상단부로부터의 거리 z에서의 반경을 r(z)라고 했을 때, 용강이 통과하는 내공의 축을 따라 절단한 내공 벽면의 단면 형상의 적어도 80%의 형상이,
log(r(z))=(1/n)×log((H+L)/(H+z))+log(r(L))(n=1.5~6)
으로 나타나는 곡선이고,
상기 계산상의 헤드 높이 H는,
H=((r(L)/r(0))n×L)/(1-(r(L)/r(0))n)(n= 1.5~6)
이며,
상기 내공의 상단의 내경 r(0)이 하단의 내경 r(L)의 1.5배 이상인 것을 특징으로 하는 상부 노즐.
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