KR101255066B1 - Injection hole structure for ladle - Google Patents
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Abstract
본 발명은 레이들로부터 턴디쉬로의 용강 주입시 주입구에서의 와류 형성을 지연하여 슬래그 유출을 억제시킬 수 있는 레이들 주입구 구조에 관한 것으로,
본 발명의 일 실시 형태에 따른 레이들 주입구 구조는, 레이들로부터 턴디쉬로 용강을 주입하는 주입구를 구비하는 레이들 주입구 구조에 있어서, 상호 이격된 2개의 주입구로 이루어지며, 3분 내지 6분 사이에 주입이 완료되는 레이들의 주입구 면적을 A라고 할 때, 상기 이격된 2개의 주입구 면적의 합은 1.0A인 크기로 형성된다. 또한, 용강을 수강하여 정련하는 레이들로부터 용강을 배출하는 주입구를 구비하는 레이들 주입구 구조에 있어서, 상호 이격된 2개의 주입구로 이루어지며, 상기 이격된 2개의 주입구의 평균 직경을 B라고 할 때, 상기 2개의 주입구 중심 간의 거리는 1.5B 내지 4.0B인 크기로 형성된다.The present invention relates to a ladle inlet structure that can suppress the slag outflow by delaying the formation of vortex at the inlet during molten steel injection from the ladle to the tundish,
Ladle inlet structure according to an embodiment of the present invention, in the ladle inlet structure having an inlet for injecting molten steel from the ladle to the tundish, consisting of two inlet spaced from each other, 3 minutes to 6 minutes When the injection hole area of the ladle in which injection is completed in between is A, the sum of the spaced two injection hole areas is 1.0A. In addition, in the ladle inlet structure having an inlet for discharging the molten steel from the ladle for refining molten steel, consisting of two inlet spaced apart from each other, when the average diameter of the two spaced inlet is B The distance between the centers of the two inlets is formed in a size of 1.5B to 4.0B.
Description
본 발명은 레이들 주입구 구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 레이들로부터 턴디쉬로의 용강 주입시 주입구에서의 와류 형성을 지연하여 슬래그 유출을 억제시킬 수 있는 레이들 주입구 구조에 관한 것이다.
The present invention relates to a ladle inlet structure, and more particularly to a ladle inlet structure that can suppress the slag outflow by delaying the formation of vortex at the inlet during molten steel injection from the ladle to the tundish.
일반적으로 용선예비처리(탈린, 탈황)를 실시한 용선은 레이들에 장입되어, 고철, 냉선 등의 주원료 및 생석회, 백운석, 철광석 등의 부원료 등의 투입과 함께 취련(oxygen blowing)이라는 레이들 정련과정을 거치게 된다. 레이들에서의 총 시간은 조업을 하기 위한 준비시간 등을 포함하여 각 제철소의 특성이 고려되어 통상 35~60분 수준의 정련시간이 소요된다. 레이들 정련 처리 후에는 용강을 수강레이들이라 불리는 용기에 담아 성분, 온도, 불순물 제거 등을 수행하는 이차정련처리를 실시하게 되며, 이후 용강은 연속주조 공정으로 보내지게 된다. 용선예비처리에서는 크레인을 이용하여 용선 장입레이들을 경동하여 레이들에 용선을 장입하며, 레이들에서는 주입구를 이용하여 수강레이들로 용강을 출탕하며, 2차정련에서는 수강레이들의 노즐을 통하여 연속주조의 첫공정인 턴디시에 용강을 출탕한다.In general, molten iron that has undergone preliminary treatment of molten iron (talin, desulfurization) is charged into the ladle, and the ladle refining process called oxygen blowing is carried out with the input of main raw materials such as scrap iron and cold wire and quick raw materials such as quicklime, dolomite and iron ore. Will go through. The total time on the ladle takes about 35 to 60 minutes of refining time, taking into account the characteristics of each steel mill, including preparation time for operation. After ladle refining, secondary steel refining is carried out by removing molten steel in a container called water ladle to remove components, temperature, and impurities, and then the molten steel is sent to a continuous casting process. In the molten iron preliminary treatment, the molten steel is charged to the ladle by tilting the molten iron loading ladle using a crane. In the ladle, the molten steel is tapped with the tapping ladle using the injection hole. Tap the molten steel at tundish.
레이들로부터 턴디쉬로의 용강 주입 공정은, 도 1에서 도시한 바와 같이, 레이들(1)에 형성된 노즐(2)을 통해 용강(3)이 턴디쉬(4)로 주입되어 수행된다. 이때, 턴디쉬의 용강레벨(5)이 레이들(1)에 담긴 용강의 1/4 수준으로 유지되도록 조절하는 것이 바람직하다. The molten steel injection process from the ladle to the tundish is performed by injecting
한편, 레이들(1)에서 턴디쉬(4)로 용강을 주입하는 과정에서, 레이들 주입구(6) 주위에는 도 2에 도시된 바와 같은 와류(볼텍스, vortex)가 발생하게 되고, 이 와류에 의해 레이들(1) 내에 담긴 용강의 상부에 존재하는 슬래그(S) 성분이 노즐(2)을 통해 턴디쉬(4)로 혼입된다. 이렇게 유입되는 슬래그(S)에는 산화성 원소인 FeO 등이 다량 존재하여 턴디시(4)로 혼입되는 과정에서 재산화를 일으킬 가능성을 높여 이차정련공정에서 투입된 Al과 반응을 하여 Al2O3 개재물을 형성시켜 용강의 청정도에 치명적인 악영양을 미치게 되는 문제가 있다.Meanwhile, in the process of injecting molten steel from the
또한, 이는 다시 후공정의 품질에 영향을 주어 생산성을 저하시키는 문제가 있다.
In addition, this affects the quality of the post-process again, thereby lowering the productivity.
본 발명의 일 기술적 과제는 주입구에서의 와류 형성을 지연하여 슬래그 유출을 억제시킬 수 있는 레이들 주입구 구조를 제공하는 데 있다. One technical problem of the present invention is to provide a ladle inlet structure that can suppress the slag outflow by delaying the formation of vortex in the inlet.
또한, 본 발명의 일 기술적 과제는 와류에 의한 슬래그 유출을 억제하여 용강의 청정도를 향상시킬 수 있는 레이들 주입구 구조를 제공하는 데 있다.
In addition, one technical problem of the present invention is to provide a ladle inlet structure that can suppress the slag outflow due to vortex to improve the cleanliness of molten steel.
본 발명의 일 실시 형태에 따른 레이들 주입구 구조는,Ladle inlet structure according to an embodiment of the present invention,
레이들로부터 턴디쉬로 용강을 주입하는 주입구를 구비하는 레이들 주입구 구조에 있어서, 상호 이격된 2개의 주입구로 이루어지며, 3분 내지 6분 사이에 주입이 완료되는 레이들의 주입구 면적을 A라고 할 때, 상기 이격된 2개의 주입구 면적의 합은 1.0A인 크기로 형성된다.In the ladle inlet structure having an inlet for injecting molten steel from the ladle to the tundish, it is composed of two inlets spaced apart from each other, and the area of the inlet of the ladle in which the injection is completed in 3 to 6 minutes is called A. At this time, the sum of the spaced two injection hole areas is formed to a size of 1.0A.
또한, 용강을 수강하여 정련하는 레이들로부터 용강을 배출하는 주입구를 구비하는 레이들 주입구 구조에 있어서, 상호 이격된 2개의 주입구로 이루어지며, 상기 이격된 2개의 주입구의 평균 직경을 B라고 할 때, 상기 2개의 주입구 중심 간의 거리는 1.5B 내지 4.0B인 크기로 형성된다.In addition, in the ladle inlet structure having an inlet for discharging the molten steel from the ladle for refining molten steel, consisting of two inlet spaced apart from each other, when the average diameter of the two spaced inlet is B The distance between the centers of the two inlets is formed in a size of 1.5B to 4.0B.
또한, 용강을 수강하여 정련하는 레이들로부터 용강을 배출하는 주입구를 구비하는 레이들 주입구 구조에 있어서, 상호 이격된 2개의 주입구로 이루어지며, 3분 내지 6분 사이에 주입이 완료되는 레이들의 주입구 면적을 A라고 할 때, 상기 이격된 2개의 주입구 면적의 합은 1.0A이며, 상기 이격된 2개의 주입구의 평균 직경을 B라고 할 때, 상기 2개의 주입구 중심 간의 거리는 1.5B 내지 4.0B인 크기로 형성된다.In addition, in the ladle inlet structure having an inlet for discharging the molten steel from the ladle to take the molten steel to refine, the inlet of the ladle in which the injection is completed in 3 to 6 minutes When the area is A, the sum of the two spaced injection hole areas is 1.0A, and when the average diameter of the spaced two injection holes is B, the distance between the centers of the two injection holes is 1.5B to 4.0B. Is formed.
상기 이격된 2개의 주입구는, 상기 레이들의 바닥에 가로방향 또는 세로 방향으로 형성되는 것이 바람직하다.The two injection holes spaced apart from each other, are preferably formed in the horizontal direction or the longitudinal direction at the bottom of the ladle.
상기 이격된 2개의 주입구 중심 간의 거리는 2.0B 내지 3.0B로 형성되는 것이 바람직하다.Preferably, the distance between two spaced inlet centers is 2.0B to 3.0B.
또한, 전술한 레이들 주입구 구조를 포함하도록 레이들을 제조할 수 있다.
Also, the ladle may be manufactured to include the ladle inlet structure described above.
상기한 바와 같은 본 발명의 실시 형태에 의하면, 이중 주입구 각각의 직경과 이중 주입구 간의 간격, 분포를 조절함으로써 와류 상쇄 효과를 구현할 수 있다. 이에 따라, 주입구 쪽으로 갈수록 증가하는 회전 유속의 증가 속도를 지속적으로 감소시킬 수 있게 되어 슬래그 유출을 방지할 수 있다. 이에 따라 용강을 턴디쉬로 주입하는 과정에서 재산화가 발생할 가능성을 줄여서 용강의 청정도를 향상시킬 수 있다. 또한, 후속 공정에서의 제품 품질을 개선하여 생산성을 향상시킬 수 있다.
According to the embodiment of the present invention as described above, it is possible to implement the vortex offset effect by adjusting the interval, distribution between the diameter of each of the double inlet and the double inlet. Accordingly, it is possible to continuously reduce the increase speed of the rotational flow rate that increases toward the inlet to prevent the slag outflow. Accordingly, it is possible to improve the cleanliness of the molten steel by reducing the possibility of reoxidation in the process of injecting molten steel into the tundish. In addition, productivity can be improved by improving product quality in subsequent processes.
도 1은 일반적인 레이들로부터 턴디쉬로의 용강 주입 공정을 도시한 도,
도 2는 유체의 욕면이 깔대기 모양으로 침강하는 와류 및 레이들에서 슬래그가 유출되는 것을 도시한 도,
도 3은 와류의 발생 원리 및 유체의 회전 속도와 와류 발생과의 관계를 도시한 도,
도 4는 단일 주입구에서 발생된 와류 형상과 이중 주입구에서의 와류 상쇄 효과를 도시한 도,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이들 주입구 구조를 도시한 단면도로서, (b) 및 (c)는 탕면 위에서 이중 주입구 쪽을 바라본 도,
도 6은 수모델 실험에 사용된 레이들을 도시한 도,
도 7은 수모델 실험의 결과를 도시한 그래프,
도 8은 주입구 중심 간의 거리 변화에 따른 와류 발생 높이를 나타낸 그래프,
도 9는 도 7 및 도 8의 수치해석 결과를 나타낸 그래프이다.1 illustrates a molten steel injection process from a general ladle to a tundish;
2 is a view showing that the slag flows out of the vortex and ladle in which the bath surface of the fluid is settled in a funnel shape;
3 is a view showing the principle of vortex generation and the relationship between the rotational speed of the fluid and vortex generation;
4 is a view showing the vortex shape generated in a single inlet and the vortex canceling effect in the double inlet;
Figure 5 is a cross-sectional view showing a ladle inlet structure according to an embodiment of the present invention, (b) and (c) is a view facing the double inlet side from the water surface,
6 is a diagram showing a ladle used in the male model experiment;
7 is a graph showing the results of a number model experiment,
8 is a graph showing the height of the vortex generation according to the change in distance between the center of the inlet;
9 is a graph showing the numerical analysis results of FIGS. 7 and 8.
어떠한 유체가 일정한 용기에 담겨져 있으며, 용기의 바닥부에 존재하는 출구를 통하여 배출되는 유체는 지구의 자전에 의하여 편심력이 발생하게 되며, 이로부터 북반구에서는 반시계방향으로, 남반구에서는 시계방향으로 회전하면서 유체의 상부 표면에 소용돌이 현상이 발생하며, 이 소용돌이의 중심에서는 유체의 욕면이 깔대기 모양으로 침강하는 와류(vortex, 도 2 참조)가 발생한다. 이러한 유체의 회전 현상은 장시간 유체가 유지되었거나, 외부의 모든 강제적인 힘(external force)이 제거되었을 때는 상기한 편심력에 의해 그 방향이 결정되나, 실제적인 경우에는 복합적인 요소에 의하여 유체의 회전방향을 파악하기가 쉽지가 않다. Some fluid is contained in a certain container, and the fluid discharged through the outlet at the bottom of the container generates an eccentric force due to the rotation of the earth, which rotates counterclockwise in the northern hemisphere and clockwise in the southern hemisphere. A vortex occurs at the upper surface of the fluid, and at the center of the vortex a vortex (see FIG. 2) in which the bath surface of the fluid settles into a funnel shape. The rotation of the fluid is determined by the above-mentioned eccentric force when the fluid is maintained for a long time or when all external force is removed, but in practice, the fluid is rotated by a complex element. Finding directions is not easy.
와류의 발생 원리는 각 운동량 보존법칙과 Bernoulli's equation에 의해서 해석이 가능하다. 일정한 용기 내에서 출구가 열렸을 때, 임의의 지점에서의 각운동량은 보존되며 이는 아래의 식 (1)과 같이 표현된다.The principle of vortex generation can be interpreted by the law of conservation of angular momentum and Bernoulli's equation. When the outlet is opened in a certain vessel, the angular momentum at any point is preserved, which is expressed as in equation (1) below.
식 (1) : L = mrx 2V = constant (L: 각 운동량, m: 유체입자의 물질량, rx:용기 출구 중심에서 수평방향으로 벗어난 거리, V: 유체의 회전속도)Equation (1): L = mr x 2 V = constant (L: angular momentum, m: mass of fluid particles, r x : distance away horizontally from the center of the vessel outlet, V: rotational speed of the fluid)
상기 식 (1)은 아래와 같이 식 (2)로 표현될 수 있다.(r1<r2)Equation (1) may be represented by Equation (2) as follows: (r1 <r2)
식 (2) : L = mr1V1 = mr2V2=constantEquation (2): L = mr 1 V 1 = mr 2 V 2 = constant
즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 용기 내의 r2 지점에서 r1 지점으로 거리가 감소할수록 유체의 회전속도 V1, V2는 증가하게 되어 출구의 상부(중심 지역)에서 유체의 회전 속도가 가장 빠르게 된다.That is, as shown in FIG. 3, as the distance decreases from the point r 2 to the point r 1 in the vessel, the rotational speeds V 1 and V 2 of the fluid increase so that the rotational speed of the fluid at the top (center area) of the outlet is increased. It is the fastest.
여기에 Bernoulli's equation을 적용하게 되면 아래 식 (3)과 같다.Applying Bernoulli's equation to this gives equation (3) below.
식 (3) : Po + dsgHs+1/2dlV2+dlgHl=constant (Po : 대기압, ds, dl : 슬래그와 용강의 비중, Hs, Hl : 슬래그 및 용강의 높이)Equation (3): P o + d s gH s + 1 /
식(3)에 의하면, 유체를 배출시킬 때, 회전 속도 V가 증가하게 되면 대기압 및 슬래그 높이는 일정하므로 용강의 높이 Hl이 감소하여야 한다. 따라서, 식(2)와 식(3)을 조합하면, 임의의 용기에서 유체를 배출시킬 때, 출구 상부 지점에서 유체의 회전 속도가 발달하게 되면서 가장 빠른 지점이 되며, 그렇기 때문에 유체의 중심부가 깔대기 모양으로 움푹 들어간 와류가 발생하게 되는 것이다. 와류 현상에 의한 슬래그 유출을 최소화하기 위해서는 초기에 발생하는 회전 유속을 감소시킬 수가 있다면 필연적으로 발생하는 슬래그 유출 현상을 적어도 동일한 공정에서 최대한으로 억제가능함을 시사하고 있다.According to Equation (3), when the fluid is discharged, when the rotational speed V increases, the atmospheric pressure and slag height are constant, so the height H 1 of the molten steel must decrease. Thus, combining Eq. (2) and Eq. (3), when discharging fluid from any vessel, is the fastest point as the rotational speed of the fluid develops at the point above the outlet, so that the center of fluid is funneled. Vortex in the shape will be generated. In order to minimize the slag outflow due to the vortex phenomenon, it is suggested that the inevitable slag outflow phenomenon can be suppressed to the maximum in at least the same process if the initial rotational flow velocity can be reduced.
이에, 본 발명자는 와류 형성을 최대한 억제 내지 지연시키기 위한 방안을 강구하였다. 그 결과, 레이들 주입구 구조를 종래의 단일 주입구 형태에서 이중 주입구(dual tapping) 형태로 구성하고, 이중 주입구 각각의 직경과 이중 주입구 간의 간격, 분포를 조절함으로써 와류 상쇄 효과(도 4 참조)를 구현할 수 있도록 하였다. 이에 따라, 주입구 쪽으로 갈수록 증가하는 회전 유속의 증가 속도를 지속적으로 감소시킬 수 있게 되어 슬래그 유출을 방지하도록 하였다.
Therefore, the present inventors have devised a method for suppressing or delaying vortex formation as much as possible. As a result, the ladle inlet structure may be configured in the form of a dual tapping in the form of a conventional single inlet, and the vortex canceling effect (see FIG. 4) may be realized by adjusting the diameter and the distance between each of the double inlets and the distribution of the double inlets. To make it possible. Accordingly, it is possible to continuously reduce the increase speed of the rotational flow rate that increases toward the injection port to prevent the slag outflow.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 우선, 도면들 중 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 한 동일한 참조부호를 나타내고 있음에 유의해야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하게 하지 않기 위해 생략한다.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. First, it should be noted that the same components or parts among the drawings denote the same reference numerals whenever possible. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted so as not to obscure the subject matter of the present invention.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이들 주입구 구조를 도시한 단면도로서, (b) 및 (c)는 탕면 위에서 이중 주입구 쪽을 바라본 도, 도 6은 수모델 실험에 사용된 레이들을 도시한 도, 도 7은 수모델 실험의 결과를 도시한 그래프, 도 8은 주입구 중심 간의 거리 변화에 따른 와류 발생 높이를 나타낸 그래프, 도 9는 도 7 및 도 8의 수치해석 결과를 나타낸 그래프이다.Figure 5 is a cross-sectional view showing a ladle inlet structure according to an embodiment of the present invention, (b) and (c) is a view of the double inlet side on the water surface, Figure 6 is a ladle used in the
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 레이들 주입구 구조는, 레이들(10)로부터 용강(30)을 턴디쉬(20)로 주입하는 주입구를 구비하는 레이들 주입구 구조에 있어서, 상호 이격된 2개의 주입구(100, 200)로 이루어진 이중 주입구를 구비한다. 여기서, 2개의 주입구(100, 200)는 실험에 의해 최적화된 면적(D : D1, D2)과 간격(L)으로 형성된다.As shown in Figure 5, the ladle inlet structure according to an embodiment of the present invention, in the ladle inlet structure having an inlet for injecting
주입구 면적은 조업 환경에 따라 다양하게 형성될 수 있으며, 주입구 면적의 크기는 다양하게 정의될 수 있다. 예를 들어, 레이들의 크기와 대비하여 주입구 면적을 설정할 수 있으며, 유속/유량의 크기에 맞추어서 주입구 면적의 크기를 설정할 수 있다. 또한, 레이들 내 용강의 주입이 완료되는 시간을 기준으로 주입구 면적을 정의할 수 있다. 용강 주입 시간은 주입구 면적에 반비례하고, 레이들 크기에 비례한다. 레이들 크기가 고정되면 주입구 면적으로 주입 시간이 정의될 수 있다. 또한, 주입구 면적이 고정되면 레이들 크기로 주입 시간이 정의될 수 있다. 따라서, 주입이 완료되는 시간은, 주입구 면적 및 레이들 크기의 함수로 정의될 수 있다. 본 실시예에서는 주입이 완료되는 시간을 매개 변수로 하여 주입구 면적을 정의한다. 예를 들어, 레이들의 용량(레이들의 크기)이 10톤이고, 주입구를 통해 배출되는 용강의 유속이 1톤/min인 경우, 주입 시간은 10분이 된다. 또한 예를 들어, 레이들의 용량(레이들의 크기)이 3톤이고, 주입구를 통해 배출되는 용강의 유속이 0.6톤/min인 경우, 주입 시간은 5분이 된다. 본 발명의 실시예에서는 3분 내지 6분 사이에 주입이 완료되는 레이들의 주입구 면적을 A라고 정의한다. 즉, 레이들 크기를 6톤으로 하는 경우, 주입구를 통해 배출되는 용강의 유속이 1.0톤/min ~ 2.0톤/min이 되도록 하는 주입구 면적의 크기를 A라고 정의한다.The injection hole area may be variously formed according to the operating environment, and the size of the injection hole area may be variously defined. For example, the injection hole area may be set in comparison with the size of the ladle, and the size of the injection hole area may be set according to the flow rate / flow rate. In addition, the injection hole area may be defined based on the time when the injection of the molten steel in the ladle is completed. The molten steel injection time is inversely proportional to the inlet area and proportional to the ladle size. When the ladle size is fixed, the injection time can be defined by the inlet area. Also, if the injection area is fixed, the injection time can be defined in ladle size. Thus, the time at which injection is complete can be defined as a function of the inlet area and ladle size. In this embodiment, the injection hole area is defined based on the time when the injection is completed. For example, if the capacity of the ladle (size of the ladle) is 10 tons and the flow rate of the molten steel discharged through the inlet is 1 ton / min, the injection time is 10 minutes. Also, for example, when the capacity of the ladle (size of the ladle) is 3 tons, and the flow rate of the molten steel discharged through the inlet is 0.6 ton / min, the injection time is 5 minutes. In the embodiment of the present invention, the injection hole area at which lamination is completed between 3 minutes and 6 minutes is defined as A. That is, when the ladle size is 6 tons, the size of the injection hole area so that the flow rate of the molten steel discharged through the injection hole is 1.0 ton / min ~ 2.0 ton / min is defined as A.
이렇게 A를 정의할 때, 이중 주입구 형태의 각 주입구(100, 200)의 면적(D : D1, D2)은 0.5A인 것이 바람직하다. 한편, 주입구(100)의 면적(D1)과 주입구(200)의 면적(D2)은 두 주입구(D1, D2)의 면적 합이 1.0A가 되는 범위에서 서로 다르게 형성될 수 있다.When defining A in this way, it is preferable that the area (D: D1, D2) of each of the injection holes 100 and 200 in the form of a double injection hole is 0.5A. Meanwhile, the area D1 of the
한편, 상기 이격된 2개의 주입구(100, 200)는 도 5의 (b)와 같이 가로 방향으로 형성될 수 있으며, 또는 도 5의 (c)와 같이 세로 방향으로 형성될 수도 있다. 실제 자동화 조업이 아닌 수동 주입 조업의 경우, 주입 조업자가 주입류를 확인하는 작업이 필요하므로 시야에서 각 주입구에서의 용탕의 흐름이 잘보일 수 있도록 수직 방향과 수평 방향 중 어느 하나를 선택하여 형성하는 것이 바람직하다. 물론, 이에 한정되지 않고 경우에 따라 사선 방향으로 형성될 수도 있다.
Meanwhile, the two
다음으로, 이중 주입구 형태의 각 주입구(100, 200) 중심 간의 거리(L)에 대해 설명한다. 주입구 중심 간의 거리(L)를 설정하기 위한 기준은 여러 가지로 정의될 수 있다. 3분 내지 6분 사이에 주입이 완료되는 레이들의 주입구 면적을 A라고 하고, 이격된 2개의 주입구(100, 200)의 면적의 합이 1.0A이 되도록 주입구(100, 200)의 직경을 설정하고, 이를 B라고 정의한다. 일 예로, 2개의 주입구(100, 200) 중 어느 하나의 면적을 0.5A로 설정한 경우, 1B는 2개의 주입구 중 어느 하나의 주입구 면적이 0.5A가 되는 직경을 의미한다. 한편, 주입구(100)의 면적(D1)과 주입구(200)의 면적(D2)이 서로 다르게 형성되는 경우, 주입구 면적(D1, D2)의 평균값을 B로 하는 데, 이 경우, 두 주입구 면적의 합은 1.0A로 고정되므로, 두 면적의 평균값은 0.5A이고 따라서, B는 면적이 1/2A이 되는 직경을 의미한다. 이렇게 주입구(100, 200) 직경을 B라고 할 때, 주입구 중심 간의 거리(L)은 1.5B 내지 4.0B로 설정할 수 있다. 주입구 중심 간의 거리가 1.5B 미만인 경우, 와류 상쇄 효과가 크지 않았으며 4.0B 이상에서는 주입구 중심 간의 거리가 너무 멀고, 레이들(10) 벽면에서의 간섭이 발생하여 레이들에서 턴디쉬(20)로의 용강 주입 작업이 어려워지고, 경우에 따라서 편차가 크게 나기 때문이다.Next, the distance L between the centers of the respective injection holes 100 and 200 in the form of a double injection hole will be described. Criteria for setting the distance L between the inlet centers may be defined in various ways. The injection hole area at which lamination is completed between 3 minutes and 6 minutes is called A, and the diameters of the injection holes 100 and 200 are set such that the sum of the areas of the two spaced injection holes 100 and 200 is 1.0A. This is defined as B. For example, when the area of any one of the two
한편, 본 발명의 실시예에서와 같이 주입구 구조를 이중 주입구로 하는 경우에도 여전히 단일 주입구에 사용하던 슬라이딩 게이트나 스토퍼 방법을 적용할 수 있다. 즉, 본 발명에서도 이중 주입구와, 각각의 주입구에 적용되는 이중 슬라이딩 게이트 또는 이중 스토퍼 장치를 설계할 수 있다. 또한, 각각의 주입구에 슬래그 감지 장치를 구현할 수 있다.
On the other hand, as in the embodiment of the present invention, even when the inlet structure is a double inlet, it is still possible to apply the sliding gate or the stopper method used in the single inlet. That is, the present invention can also design a double injection hole and a double sliding gate or double stopper device applied to each injection hole. In addition, a slag sensing device may be implemented at each injection hole.
이하, 실험예를 통하여 본 발명을 보다 자세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through experimental examples.
실제 조업에의 적용 가능성을 확인하기 위하여, 널리 알려져 있는 수모델 실험을 실시하였다. 300톤 레이들의 1/8 크기의 아크릴 수조를 이용하여 용강의 모사는 물로 하여 주입 모사실험을 실시하였다. In order to confirm the practical applicability, a well-known numerical model experiment was conducted. Injection simulation of molten steel was carried out with water using a 1/8 size acrylic bath of 300 tons ladle.
도 6에 도시된 바와 같이, 수모델 실험에서 단일 주입구(Single)의 직경은 26mm로 형성하였으며, 이중 주입구(Dual)의 직경은 수평 방향으로 단일 주입구의 약 85% 크기에 해당하는 22mm로 형성하였다. 한편, 이중 주입구에서 2개의 주입구 중심 간의 거리는 주입구 직경의 1.5~4.0배까지 설정하였으며, 4.0배 이상인 경우 편차가 크게 발생하여 제외하였다.As shown in FIG. 6, the diameter of a single inlet was formed to be 26 mm in the male model experiment, and the diameter of the dual inlet was formed to be 22 mm corresponding to about 85% of the size of the single inlet in the horizontal direction. . On the other hand, the distance between the center of the two inlet in the double inlet was set up to 1.5 ~ 4.0 times the diameter of the inlet, in the case of more than 4.0 times the deviation was largely excluded.
도 7은 수모델 실험의 결과를 도시한 그래프이다. 도 7을 참고하면, 단일 주입구(Single)에서의 와류 발생 높이는 약 9.0cm이었고, 이중 주입구(Dual)(주입구 중심 간의 거리는 33mm)에서의 와류 발생 높이는 약 6.8cm로, 약 2.2cm 정도의 높이차로 와류 발생 시점이 지연되었음을 확인하였다.7 is a graph showing the results of a number model experiment. Referring to FIG. 7, the vortex generation height at the single inlet was about 9.0 cm, and the vortex generation height at the dual inlet (the distance between the inlet centers was 33 mm) was about 6.8 cm, with a height difference of about 2.2 cm. It was confirmed that the time of vortex generation was delayed.
도 8은 주입구 중심 간의 거리 변화에 따른 와류 발생 높이를 나타낸 그래프이다. 도 8을 참고하면, 주입구 중심 간의 거리가 주입구 직경의 1.5배인 경우, 와류 발생 높이가 약 6.8cm이고, 2.0배인 경우, 와류 발생 높이가 약 6.5cm이며, 2.5배인 경우, 와류 발생 높이가 약 6.3cm이고, 3.0배인 경우, 와류 발생 높이가 약 5.4cm이었다. 이로부터, 주입구 중심 간의 거리가 주입구 직경의 2.0배 내지 3.0배인 경우, 다른 구간 보다 와류 발생 높이가 낮아서 와류 발생 시점 지연의 효과가 크며, 또한, 편차없는 균일한 와류 발생 높이를 얻을 수 있음을 알 수 있었다.8 is a graph showing the vortex generation height according to the change of the distance between the center of the inlet. Referring to FIG. 8, when the distance between the inlet centers is 1.5 times the diameter of the inlet, the vortex generation height is about 6.8 cm, and when 2.0 times, the vortex generation height is about 6.5 cm, and when 2.5 times, the vortex generation height is about 6.3 cm and 3.0 times, the vortex generation height was about 5.4 cm. From this, it can be seen that when the distance between the inlet centers is 2.0 times to 3.0 times the diameter of the inlet, the vortex generation height is lower than that of the other sections, so that the effect of delaying the vortex generation time is large and a uniform vortex generation height without deviation can be obtained. Could.
한편, 상기 도 7 및 도 8을 수치 해석을 통하여 해석한 결과, 도 9에 도시한 바와 같이, 단일 주입구(Single)인 경우, 용강의 선속도가 약 50cm/s이고, 주입구 중심 간의 거리가 주입구 직경의 2.0배인 이중 주입구(Dual_2B)인 경우, 용강의 선속도가 약 24cm/s이며, 주입구 중심 간의 거리가 4.0배인 이중 주입구(Dual_4B)인 경우, 용강의 선속도가 약 19cm/s으로 나타났다. 따라서, 단일 주입구와 대비할 때, 이중 주입구인 경우, 용강의 선속도가 약 50 내지 60% 정도로 감소되었음을 확인하였다. 이와 같은 용강의 선속도 감소는 회전 유속의 감소를 시사하며, 이로써 슬래그 유출을 유발하는 와류 발생을 억제 또는 지연시킬 수 있게 된다.
On the other hand, as shown in Figure 9 and 8 through the numerical analysis, as shown in Figure 9, in the case of a single inlet (Single), the linear velocity of the molten steel is about 50cm / s, the distance between the center of the inlet is In the case of the double inlet (Dual_2B) 2.0 times the diameter, the linear velocity of the molten steel is about 24cm / s, the linear velocity of the molten steel was about 19cm / s when the dual inlet (Dual_4B) is 4.0 times the distance between the center of the inlet. Therefore, when compared with a single inlet, in the case of a double inlet, it was confirmed that the linear velocity of the molten steel was reduced to about 50 to 60%. This decrease in linear velocity of the molten steel suggests a decrease in the rotational flow rate, thereby suppressing or delaying the generation of vortices causing the slag outflow.
이상과 같이 본 발명에 따른 레이들 주입구 구조를 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상 범위 내에서 당업자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다.
As described above with reference to the drawings illustrating a ladle inlet structure according to the present invention, the present invention is not limited by the embodiments and drawings disclosed herein, but to those skilled in the art within the scope of the technical spirit of the present invention Of course, various modifications can be made.
10 : 레이들 20 : 턴디쉬
30 : 용강 40 : 슬래그
100, 200 : 주입구
D : 주입구 면적 L : 주입구 중심 간의 거리10: ladle 20: tundish
30: molten steel 40: slag
100, 200: injection hole
D: Inlet area L: Distance between inlet centers
Claims (6)
상호 이격된 2개의 주입구로 이루어지며,
3분 내지 6분 사이에 주입이 완료되는 레이들의 주입구 면적을 A라고 할 때, 상기 이격된 2개의 주입구 면적의 합은 1.0A인 레이들 주입구 구조.
In the ladle inlet structure having an inlet for injecting molten steel from the ladle to the tundish,
It consists of two inlets spaced apart from each other,
When the injection hole area of the ladle in which the injection is completed between 3 minutes and 6 minutes is A, the sum of the spaced two injection hole areas is 1.0A.
상호 이격된 2개의 주입구로 이루어지며,
상기 이격된 2개의 주입구의 평균 직경을 B라고 할 때, 상기 2개의 주입구 중심 간의 거리는 1.5B 내지 4.0B인 레이들 주입구 구조.
In the ladle inlet structure having an inlet for discharging the molten steel from the ladle to take and refine the molten steel,
It consists of two inlets spaced apart from each other,
When the average diameter of the two spaced inlet is referred to as B, the distance between the center of the two inlet hole is 1.5B to 4.0B ladle inlet structure.
상호 이격된 2개의 주입구로 이루어지며,
3분 내지 6분 사이에 주입이 완료되는 레이들의 주입구 면적을 A라고 할 때, 상기 이격된 2개의 주입구 면적의 합은 1.0A이며,
상기 이격된 2개의 주입구의 평균 직경을 B라고 할 때, 상기 2개의 주입구 중심 간의 거리는 1.5B 내지 4.0B인 레이들 주입구 구조.
In the ladle inlet structure having an inlet for discharging the molten steel from the ladle to take and refine the molten steel,
It consists of two inlets spaced apart from each other,
When the injection hole area of the ladle in which injection is completed between 3 minutes and 6 minutes is A, the sum of the two spaced injection hole areas is 1.0 A,
When the average diameter of the two spaced inlet is referred to as B, the distance between the center of the two inlet hole is 1.5B to 4.0B ladle inlet structure.
상기 이격된 2개의 주입구는, 상기 레이들의 바닥에 가로방향 또는 세로 방향으로 형성되는 레이들 주입구 구조.
The method according to any one of claims 1 to 3,
The two injection holes spaced apart, the ladle injection hole structure is formed in the horizontal or longitudinal direction at the bottom of the ladle.
상기 이격된 2개의 주입구 중심 간의 거리는 2.0B 내지 3.0B인 레이들 주입구 구조.
The method according to claim 2 or 3,
Ladle inlet structure is a distance between the two spaced inlet center is 2.0B to 3.0B.
Ladle comprising the ladle inlet structure of any one of claims 1 to 3.
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Citations (2)
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|---|---|---|---|---|
| KR890020792U (en) * | 1988-04-11 | 1989-11-01 | 한국기계 연구소 | High pressure water spray type metal powder manufacturing molten metal spill container |
| KR940011645A (en) * | 1992-11-24 | 1994-06-21 | 박득표 | Control method of tapping flow at the time of going out |
-
2011
- 2011-09-09 KR KR1020110091612A patent/KR101255066B1/en active IP Right Grant
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|---|---|---|---|---|
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| KR940011645A (en) * | 1992-11-24 | 1994-06-21 | 박득표 | Control method of tapping flow at the time of going out |
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