KR101323298B1 - Apparatus for continuous casting and Mehtod for injecting inert gas - Google Patents

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Abstract

본 발명은 연속 주조 장치 및 불활성 가스 주입 방법에 관한 것으로서, 턴디쉬의 용강이 노즐을 통해 주형으로 주입될 때 노즐 막힘이 발생하지 않으며 동시에 기포성 결함이 발생하지 않도록 하는 연속 주조 장치 및 불활성 가스 주입 방법이다. 본 발명의 실시 형태는 용강을 주입시키는 노즐의 막힘을 방지하는 불활성 가스 주입 방법에 있어서, 시간 경과에 따라 노즐 내부로의 불활성 가스의 주입량을 변화시킨다. 본 발명의 실시 형태는 용강이 수용되는 턴디쉬와, 상기 턴디쉬의 하측에 설치되어 상기 턴디쉬의 용강이 주입되는 주형과, 상기 턴디쉬에 수용된 용강을 상기 주형으로 주입시키는 노즐과, 상기 노즐 내부로 불활성 가스를 주입하는 불활성 가스 주입부와, 시간 경과에 따라 노즐 내부로의 상기 불활성 가스의 주입량을 변화시키는 불활성가스 조절 수단부를 포함한다.The present invention relates to a continuous casting apparatus and an inert gas injection method, wherein the molten steel of the tundish is injected into the mold through the nozzle, the nozzle is not clogged and at the same time the continuous casting apparatus and inert gas injection method to be. Embodiment of this invention is the inert gas injection method which prevents the clogging of the nozzle which inject | pours molten steel, WHEREIN: The injection amount of the inert gas into a nozzle changes with time. An embodiment of the present invention includes a tundish for receiving molten steel, a mold installed below the tundish to inject molten steel of the tundish, a nozzle for injecting molten steel contained in the tundish into the mold, and the nozzle. An inert gas injecting unit for injecting an inert gas into the inside, and an inert gas adjusting means unit for changing the injection amount of the inert gas into the nozzle over time.

Description

연속 주조 장치 및 불활성 가스 주입 방법{Apparatus for continuous casting and Mehtod for injecting inert gas}Apparatus for continuous casting and Mehtod for injecting inert gas}

본 발명은 연속 주조 장치 및 불활성 가스 주입 방법에 관한 것으로서, 턴디쉬의 용강이 노즐을 통해 주형으로 주입될 때 노즐 막힘이 발생하지 않으며 동시에 기포성 결함이 발생하지 않도록 하는 연속 주조 장치 및 불활성 가스 주입 방법이다.The present invention relates to a continuous casting apparatus and an inert gas injection method, wherein the molten steel of the tundish is injected into the mold through the nozzle, the nozzle is not clogged and at the same time the continuous casting apparatus and inert gas injection method to be.

도 1은 연속 주조 장치의 개략 단면도이다.1 is a schematic cross-sectional view of a continuous casting apparatus.

일반적으로 연속 주조 장치에 설치되는 턴디쉬(200)는 래들(400)로부터 용강을 받아 연속적으로 용강을 주형(300;mold)에 주입시키기 위한 것으로서, 턴디쉬(200) 바닥에서 주형(300) 사이에는 용강이 공기와 접촉됨이 없이 주형(300)으로 공급되도록 턴디쉬(200) 바닥으로부터 주형(300)을 향하여 노즐(100)이 설치된다.In general, the tundish 200 installed in the continuous casting apparatus is for receiving molten steel from the ladle 400 and continuously injecting molten steel into the mold 300, between the mold 300 at the bottom of the tundish 200. The nozzle 100 is installed toward the mold 300 from the bottom of the tundish 200 so that molten steel is supplied to the mold 300 without being in contact with air.

주조 초기에 노즐(100)로 공급되는 용강은 노즐(100)의 내벽과 접촉하면서 용강의 온도가 저하되고 노즐(100)의 내벽에 용강이 응고되어 주조가 진행됨에 따라 부착층이 성장하여 용강의 흐름을 불균일하게 만들어 노즐(100)을 막게 된다. 이렇게 노즐(100) 내벽에 성장한 부착층은 부착물이 용강류에 의해 탈락되거나 용강 흐름을 불균일하게 만들게 된다. 또한, 노즐(100)의 토출공으로 토출되는 용강류가 일측으로 치우치는 편류가 발생되어 용강류의 흐름을 방해하여 주형(300)의 용강 탕면에 파동을 일으키는 원인이 된다. 상기와 같이 용강 탕면에 파동이 일어나면 탕면 상부의 몰드 파우더가 주형 내부의 응고층에 포집되는 주편 결함이 발생된다.As the molten steel supplied to the nozzle 100 at the beginning of the casting is in contact with the inner wall of the nozzle 100, the temperature of the molten steel decreases, the molten steel solidifies on the inner wall of the nozzle 100, and as the casting proceeds, the adhesion layer grows to form the molten steel. The nozzle 100 is blocked by making the flow uneven. The adhesion layer grown on the inner wall of the nozzle 100 causes the deposit to be dropped by the molten steel or the molten steel flow is uneven. In addition, the molten steel discharged to the discharge hole of the nozzle 100 is biased to one side is generated to disturb the flow of the molten steel to cause a wave on the molten steel bath surface of the mold 300. As described above, when a wave is generated in the molten steel, the cast powder defect in which the mold powder on the molten steel is collected in the solidification layer inside the mold is generated.

이와 같이 노즐(100) 내부에 부착층이 형성되어 노즐 막힘이 발생되면, 주조가 중단되어 주조 실수율이 저하된다. 즉, 한 턴디쉬로 연속적으로 주조하는 래들수(래들 연주비)가 감소하게 되어 턴디쉬 내화물의 원가를 상승시키는 원인이 되므로 노즐의 막힘을 최소화시켜야 한다.As such, when the adhesion layer is formed inside the nozzle 100 and nozzle clogging occurs, casting is stopped and the casting error rate is lowered. That is, the number of ladles (ladle performance ratio) continuously cast into one tundish is reduced, causing the cost of the tundish refractory to be increased, so the blockage of the nozzle should be minimized.

이를 위하여 노즐 내부로 불활성 가스(아르곤 가스)가 공급되는 배관을 설치하여 노즐 내벽과 용강 사이에 가스막을 형성하여 용강중 비금속 개재물이 침지 노즐 벽면에 접촉되는 것을 억제시켰다.To this end, a pipe is provided in which the inert gas (argon gas) is supplied into the nozzle to form a gas film between the nozzle inner wall and the molten steel, thereby suppressing contact of the nonmetallic inclusions in the molten steel with the immersion nozzle wall.

그러나, 이러한 불활성 가스는 노즐의 막힘을 방지하는 일차적인 효과를 발생한다 할지라도, 그 주입으로 인해 주형 내의 용강류의 흐름을 방해하여 결국에는 주편에 기포성 결함 불량을 발생시키는 부작용의 문제점도 갖고 있다.However, although such an inert gas has a primary effect of preventing the clogging of the nozzle, the injection of the inert gas also has a problem of adverse effects such that the injection impedes the flow of molten steel in the mold and eventually causes a defect of foaming in the cast. .

기포성 결함을 줄이기 위해서는 노즐 막힘 방지용으로 투입되는 불활성 가스의 유량을 적정화하여야 하지만 이를 줄인다면 노즐막힘 방지의 본연의 목적을 잃게되는 모순을 가지게 된다. 따라서, 노즐의 막힘을 방지하면서도 주편에 홀(hole)에 의한 기포성 결함 불량이 발생되지 않도록 할 수 있는 불활성 가스의 주입 기술에 대한 개발이 필요한 실정이다.In order to reduce the bubble defect, it is necessary to optimize the flow rate of the inert gas introduced to prevent the clogging of the nozzle, but if it is reduced, there is a contradiction that the original purpose of preventing the clogging of the nozzle is lost. Therefore, there is a need for development of an inert gas injection technique capable of preventing clogging of the nozzle while preventing defects in bubbles caused by holes in the cast steel.

(선행문헌1) 한국공개특허 10-2004-0021415(Previous Document 1) Korean Patent Publication 10-2004-0021415

본 발명의 기술적 과제는 용강을 주입하는 노즐의 막힘을 방지하는 연속 주조 장치를 제공하는데 있다. 또한 노즐의 막힘을 방지하며 아울러 주편에 기포성 결함이 발생되지 않도록 하는 불활성 가스 주입 방법을 제공하는데 있다. 또한 본 발명의 기술적 과제는 노즐의 막힘을 방지하며 아울러 주편에 기포성 결함이 발생되지 않도록 하는 불활성 가스의 주입량을 제어하는데 있다.An object of the present invention is to provide a continuous casting device that prevents clogging of the nozzle for injecting molten steel. In addition, the present invention provides an inert gas injection method that prevents clogging of the nozzle and prevents foam defects from occurring in the cast steel. In addition, the technical problem of the present invention is to prevent the clogging of the nozzle and to control the injection amount of the inert gas to prevent the foaming defects in the cast.

본 발명의 실시 형태는 용강을 주입시키는 노즐의 막힘을 방지하는 불활성 가스 주입 방법에 있어서, 시간 경과에 따라 노즐 내부로의 불활성 가스의 주입량을 변화시킨다.Embodiment of this invention is the inert gas injection method which prevents the clogging of the nozzle which inject | pours molten steel, WHEREIN: The injection amount of the inert gas into a nozzle changes with time.

상기 불활성 가스의 주입량을 변화시키는 것은, 불활성 가스 주입량을 점진적으로 증가시켜 불활성 가스 최대 주입량으로 주입한 후, 불활성 가스 주입량을 점진적으로 감소시켜 불활성 가스 최소 주입량으로 주입하며, 이러한 주입량 주기가 반복되도록 한다. 상기 불활성 가스의 주입량을 변화시키는 것은, 불활성 가스 최소 주입량 및 불활성 가스 최대 주입량을 주기적으로 교대로 변화시키며, 상기 주기는 변동 주기이다.Changing the injection amount of the inert gas gradually increases the inert gas injection amount to inject the maximum inert gas injection amount, and then gradually decreases the inert gas injection amount to inject the minimum inert gas injection amount, such that the injection period is repeated. . Changing the injection amount of the inert gas periodically changes the inert gas minimum injection amount and the inert gas maximum injection amount periodically, and the period is a variation period.

상기 불활성 가스 최대 주입량은 상기 불활성 가스 최소 주입량의 1.2배 ~ 3배 중 어느 하나의 배수이며, 상기 불활성 가스 최소 주입량은 0.0 ~ 1.4 [ℓ/min] 중 어느 하나의 값이며, 상기 불활성 가스 최대 주입량은 1.5 [ℓ/min] 이상의 값을 가지는 가진다. 주기적으로 교대로 변화시키는 시간은, 0.5 ~ 1.5초 중 어느 하나의 값이다.The inert gas maximum injection amount is a multiple of any one of 1.2 times to 3 times the minimum inert gas injection amount, and the inert gas minimum injection amount is any one of 0.0 to 1.4 [l / min], and the inert gas maximum injection amount Has a value of 1.5 [ℓ / min] or more. The time to change periodically alternately is a value in any one of 0.5-1.5 second.

본 발명의 실시 형태는 용강이 수용되는 턴디쉬와, 상기 턴디쉬의 하측에 설치되어 상기 턴디쉬의 용강이 주입되는 주형과, 상기 턴디쉬에 수용된 용강을 상기 주형으로 주입시키는 노즐과, 상기 노즐 내부로 불활성 가스를 주입하는 불활성 가스 주입부와, 시간 경과에 따라 노즐 내부로의 상기 불활성 가스의 주입량을 변화시키는 불활성가스 조절 수단부를 포함한다.An embodiment of the present invention includes a tundish for receiving molten steel, a mold installed below the tundish to inject molten steel of the tundish, a nozzle for injecting molten steel contained in the tundish into the mold, and the nozzle. An inert gas injecting unit for injecting an inert gas into the inside, and an inert gas adjusting means unit for changing the injection amount of the inert gas into the nozzle over time.

본 발명의 실시 형태에 따르면 용강을 주입하는 노즐의 막힘을 방지할 수 있다. 또한 본 발명의 실시 형태에 따르면 노즐의 막힘을 방지하며 아울러 주편에 기포성 결함이 발생되지 않도록 할 수 있다. 또한 본 발명의 실시예에 따르면 양질의 주편을 양산할 수 있어 생산성을 향상시킬 수 있다.According to embodiment of this invention, the clogging of the nozzle which inject | pours molten steel can be prevented. In addition, according to the embodiment of the present invention, it is possible to prevent clogging of the nozzle and to prevent foaming defects from occurring in the cast steel. In addition, according to the embodiment of the present invention can mass-produce high-quality cast steel can improve the productivity.

도 1은 연속 주조 장치의 개략 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 턴디쉬 노즐의 막힘 방지 장치가 구비된 연속 주조 장치를 나타낸 개략도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 불활성 가스 주입량이 점진적으로 변화하는 그래프를 도시한 그림이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 불활성 가스의 주입량이 주기를 가지고 변화하는 그래프를 도시한 그림이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따라 불활성 가스의 주입량이 변동 주기를 가지고 변화하는 그래프를 도시한 그림이다.1 is a schematic cross-sectional view of a continuous casting apparatus.
Figure 2 is a schematic diagram showing a continuous casting apparatus equipped with a clogging prevention device of the tundish nozzle according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram illustrating a graph in which the inert gas injection amount gradually changes according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram illustrating a graph in which the amount of inert gas injected in accordance with an embodiment of the present invention changes periodically.
FIG. 5 is a diagram illustrating a graph in which an inert gas injection amount changes with a variation period according to an exemplary embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, It is provided to let you know. Wherein like reference numerals refer to like elements throughout.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 턴디쉬 노즐의 막힘 방지 장치가 구비된 연속 주조 장치를 나타낸 개략도이다.Figure 2 is a schematic diagram showing a continuous casting apparatus equipped with a clogging prevention device of the tundish nozzle according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하여 설명하면, 본 발명의 실시예에 따른 연속 주조 장치는, 용강이 수용되는 턴디쉬(200)와, 상기 턴디쉬의 하측에 설치되어 상기 턴디쉬의 용강이 주입되는 주형(300)과, 상기 턴디쉬(200)에 수용된 용강을 상기 주형(300)으로 주입시키는 노즐(100)과, 상기 노즐 내부로 불활성 가스를 주입하는 불활성 가스 주입부(140)와, 시간 경과에 따라 노즐 내부로의 상기 불활성 가스의 주입량을 변화시키는 불활성가스 조절 수단부(170)를 포함한다.Referring to Figure 2, the continuous casting device according to an embodiment of the present invention, the tundish 200, the molten steel is accommodated, and the mold 300 is installed below the tundish is injected into the molten steel of the tundish (300) ), A nozzle 100 for injecting molten steel contained in the tundish 200 into the mold 300, an inert gas injection unit 140 for injecting inert gas into the nozzle, and a nozzle over time. Inert gas adjusting means unit 170 for changing the injection amount of the inert gas into the interior.

상기 불활성 가스 주입부(140)는, 상노즐(110)로 불활성 가스를 공급하는 제1가스 배관(141) 및 제1제어 밸브(142)와, 슬라이딩 게이트(120)로 불활성 가스를 공급하는 제2가스 배관(151) 및 제2제어 밸브(152)와, 침지노즐(130)로 불활성 가스를 공급하는 제3가스 배관(161) 및 제3제어 밸브(162)를 포함한다.The inert gas injector 140 may include a first gas pipe 141 and a first control valve 142 that supply an inert gas to the upper nozzle 110, and an inert gas that is supplied to the sliding gate 120. And a second gas pipe 151 and a second control valve 152, and a third gas pipe 161 and a third control valve 162 for supplying an inert gas to the immersion nozzle 130.

턴디쉬(200)와 주형(300)의 사이에는 턴디쉬(200)의 용강(201)이 공기와 접촉됨이 없이 안정적으로 주형(300;mold)으로 공급될 수 있도록 용강(201)의 공급 유로가 되는 노즐(100)이 설치되는데, 노즐(100)은 상노즐(110)과 슬라이딩 게이트(120) 및 침지 노즐(130)로 구성된다.The supply flow path of the molten steel 201 so that the molten steel 201 of the tundish 200 can be stably supplied to the mold 300 without being in contact with air between the tundish 200 and the mold 300. The nozzle 100 is installed, the nozzle 100 is composed of the upper nozzle 110, the sliding gate 120 and the immersion nozzle 130.

상노즐(110)은, 턴디쉬(200) 바닥을 관통하여 설치되는 다공성 내화물로 이루어져 상노즐(110) 내측으로 불활성 가스, 예를 들면 아르곤(Ar) 가스를 불출하기 위한 제1가스 배관(141)과 연결되고, 제1가스 배관(141) 상에는 불활성 가스의 유량을 제어하기 위한 제1제어 밸브(142)가 구비된다.The upper nozzle 110 is made of a porous refractory that is installed through the bottom of the tundish 200, and the first gas pipe 141 for discharging an inert gas, for example, argon (Ar) gas, into the upper nozzle 110. ) And a first control valve 142 for controlling the flow rate of the inert gas on the first gas pipe 141.

또한, 상노즐(110)의 하면에는 주형으로 공급되는 용강(201)의 유량을 제어할 수 있도록 슬라이딩 게이트(120)가 설치되는데, 슬라이딩 게이트(120)는 상노즐(110)의 하면에 고정 설치된 상부 플레이트(122)와 하부 플레이트(126) 및 상부 플레이트(122)와 하부 플레이트(126) 사이를 수평 이동하는 중간 플레이트(124)로 구성된다.In addition, the lower surface of the upper nozzle 110 is provided with a sliding gate 120 to control the flow rate of the molten steel 201 supplied to the mold, the sliding gate 120 is fixed to the lower surface of the upper nozzle (110). The upper plate 122 and the lower plate 126 and the intermediate plate 124 to move horizontally between the upper plate 122 and the lower plate 126.

슬라이딩 게이트(120)에는 용강 공급 시 공기가 내부로 주입되는 것을 차단하도록 제2가스 배관(151)이 연결되어 불활성 가스를 슬라이딩 게이트(120) 내로 공급하고, 제2가스 배관(151) 상에는 불활성 가스의 유량을 제어 하기 위한 제2제어 밸브(152)가 구비된다. 이때, 제2가스 배관(151)은 슬라이딩 게이트(120)의 중간 플레이트(124)와 하부 플레이트(126) 간에 연결될 수 있다.A second gas pipe 151 is connected to the sliding gate 120 to block air from being injected into the molten steel, thereby supplying an inert gas into the sliding gate 120, and inert gas on the second gas pipe 151. A second control valve 152 is provided to control the flow rate of the. In this case, the second gas pipe 151 may be connected between the middle plate 124 and the lower plate 126 of the sliding gate 120.

그리고, 슬라이딩 게이트(120)의 하면에는 침지 노즐(130)이 설치되는데, 침지 노즐(130)은 그 하면이 주형(300) 내부로 인입되고 중공의 튜브 형상을 갖는 내벽(132) 및 외벽(136)으로 이루어지는 바, 침지 노즐(130)의 내벽면에서 용강(201)이 응고하는 부착층의 성장을 방지하기 위하여 침지노즐(130)의 내벽(132)은 다공성 내화물로 이루어지고 내벽(132)과 외벽(136) 사이에 빈공간, 즉 가스 풀(134; GAS POOL)이 마련된다. 특히, 가스 풀(134)에는 불활성 가스를 공급하는 제3가스 배관(161)이 연결되고, 제3가스 배관(161) 상에는 불활성 가스의 유량을 제어하기 위한 제3제어 밸브(162)가 구비된다.In addition, an immersion nozzle 130 is installed on a lower surface of the sliding gate 120, and the immersion nozzle 130 has an inner wall 132 and an outer wall 136 whose lower surface is introduced into the mold 300 and has a hollow tube shape. The inner wall 132 of the immersion nozzle 130 is made of porous refractory material and prevents the growth of the adhesion layer in which the molten steel 201 solidifies on the inner wall surface of the immersion nozzle 130. An empty space, ie, a gas pool 134, is provided between the outer walls 136. In particular, the third gas pipe 161 for supplying the inert gas is connected to the gas pool 134, and the third control valve 162 is provided on the third gas pipe 161 for controlling the flow rate of the inert gas. .

본 발명의 실시예에서는 제1,2,3제어 밸브(142, 152, 162)를 개시하였으나, 이밖에도 요구되는 공정 및 제어 조건 등에 따라 추가 밸브가 별도로 구비될 수 있다. 또한, 제1,2,3가스 배관(141, 151, 161) 이외에 노즐(100)의 여타 구성 또는 타 위치 상에 가스 배관이 더 구비될 수 있다. 이를테면, 침지 노즐(130) 상에 제3가스 배관(161) 이외에 제3가스 배관(161)이 구성된 부분에 대하여 타 부분 상에 추가적인 가스 배관이 더 구비될 수도있다.In the exemplary embodiment of the present invention, the first, second, and third control valves 142, 152, and 162 are disclosed, but additional valves may be separately provided according to required process and control conditions. In addition, in addition to the first, second, and third gas pipes 141, 151, and 161, gas pipes may be further provided on other components or other positions of the nozzle 100. For example, in addition to the third gas pipe 161 on the immersion nozzle 130, an additional gas pipe may be further provided on the other part with respect to the part where the third gas pipe 161 is configured.

상기 구성의 동작을 살펴보면, 먼저 턴디쉬(200) 저부에 설치된 상노즐(110)을 폐쇄하고 있던 스토퍼(미도시)가 개방되어 상노즐(110)을 통해 턴디쉬(200)의 용강(201)이 슬라이딩 게이트(120)로 공급된다. 이때 슬라이딩 게이트(120)는 중간 플레이트(124)가 개방된 상태이고, 슬라이딩 게이트(120)와 침지 노즐(130)을 통해 용강(201)이 주형(300)으로 공급되어 턴디쉬(200)와 주형(300) 사이에 설치된 노즐(100)을 통해 용강(201)이 공기와 접촉됨 없이 안정적으로 주형(300)에 공급된다.Looking at the operation of the configuration, the first stopper (not shown) closing the upper nozzle 110 installed on the bottom of the tundish 200 is opened to the molten steel 201 of the tundish 200 through the upper nozzle 110 It is supplied to this sliding gate 120. At this time, the sliding gate 120 is in the state in which the intermediate plate 124 is opened, the molten steel 201 is supplied to the mold 300 through the sliding gate 120 and the immersion nozzle 130, the tundish 200 and the mold The molten steel 201 is stably supplied to the mold 300 without contacting air through the nozzles 100 installed between the 300.

이렇게 주조 초기에는 노즐(100)에 형성된 공급 유로를 통해 용강(201)이 주형(300)으로 공급되는데, 노즐(100)로 공급되는 용강(201)은 노즐(100)의 내벽과 접촉하면서 용강(201)의 온도가 저하되어 노즐(100)의 내벽에 용강이 응고되는 부착층이 형성된다. 특히, 노즐(100)의 내벽에 응고되는 부착층은 주조가 진행됨에 따라 성장하게 되므로 이를 방지하고자 상노즐(110)과 슬라이딩 게이트(120) 및 침지 노즐(130)에 설치된 제1,2,3가스 배관(141, 151, 161)을 통해 불활성 가스를 공급하여 노즐(100) 내벽과 용강(201) 사이에 가스막을 형성하게 된다.
In this initial casting process, the molten steel 201 is supplied to the mold 300 through a supply flow path formed in the nozzle 100. The molten steel 201 supplied to the nozzle 100 contacts the inner wall of the nozzle 100 while being in contact with the molten steel ( The temperature of 201 is lowered to form an adhesion layer on which the molten steel solidifies on the inner wall of the nozzle 100. In particular, since the adhesion layer solidified on the inner wall of the nozzle 100 grows as the casting proceeds, the first, second, and third installed in the upper nozzle 110, the sliding gate 120, and the immersion nozzle 130 to prevent this. An inert gas is supplied through the gas pipes 141, 151, and 161 to form a gas film between the inner wall of the nozzle 100 and the molten steel 201.

한편, 불활성 가스 조절 수단부(170)는 상기 노즐(100) 각각의 위치에 설치된 제1,2,3가스 배관(141, 151, 161)을 통해 불활성 가스를 공급하는데, 불활성 가스 조절 수단부는 제1,2,3제어 밸브(142, 152, 162) 제어를 통해 불활성 가스의 공급 유량을 조절한다.On the other hand, the inert gas adjusting means unit 170 supplies an inert gas through the first, second, third gas pipes (141, 151, 161) installed at each position of the nozzle 100, the inert gas adjusting means unit The supply flow rate of the inert gas is regulated by controlling the 1,2,3 control valves 142, 152, and 162.

상기 불활성 가스 조절 수단부(170)는 자동(또는 작업자에 의한 수동)으로 제1,2,3제어 밸브(142, 152, 162)의 제어를 수행하는 제어부를 포함한다. 또한, 불활성 가스 조절 수단부(170)는 턴디쉬 주조 강종, 강번, 래들 및 턴디쉬의 용강 중량 및 개도, 주조폭, 주조속도, 주조온도 및 주조 두께 등의 주조 변수 정보를 포함하는 연속 주조 공정의 정보가 입력되고 공정을 제어할 수 있는 통제 장치(180), 예를 들면 PLC(Programmable Logic Controller)와 연결되어 상기 주조 변수 정보를 제공받도록 구성될 수 있다. 더욱이, 불활성 가스 조절 수단부(170)는 작업자에게 상기 주조 변수 정보와 수집된 불활성 가스의 배압 정보 및 연산 정보를 제공하도록 하는 표시부(172)를 더 구비할 수 있다.The inert gas regulating means unit 170 includes a control unit for controlling the first, second and third control valves 142, 152 and 162 automatically (or manually by an operator). In addition, the inert gas control unit 170 is a continuous casting process including casting variable information, such as molten steel weight and opening degree, casting width, casting speed, casting temperature and casting thickness of the tundish cast steel grade, steel burn, ladle and tundish It may be configured to be connected to a control device 180, for example, a programmable logic controller (PLC) capable of inputting information and controlling the process, to receive the casting variable information. In addition, the inert gas adjusting means unit 170 may further include a display unit 172 to provide the operator with the casting parameter information, the back pressure information of the collected inert gas, and the calculation information.

한편, 상노즐(110), 슬라이딩 게이트(120), 침지노즐(130)인 노즐(100)을 통해 주입되는 불활성 가스는 노즐(100)의 막힘을 방지하는 일차적인 효과를 발생한다 할지라도, 그 주입으로 인해 주형 내의 용강류의 흐름을 방해하여 결국에는 주편에 기포성 결함을 발생시키는 부작용의 문제점도 갖고 있다.On the other hand, the inert gas injected through the nozzle 100, which is the upper nozzle 110, the sliding gate 120, and the immersion nozzle 130, even if the primary effect of preventing the clogging of the nozzle 100 generates, The injection also has the problem of side effects that disrupt the flow of molten steel in the mold and eventually create a foaming defect in the cast.

기포성 결함을 줄이기 위해서는 노즐 막힘 방지용으로 투입되는 불활성 가스의 유량을 적정화하여야 하지만 이를 줄인다면 노즐막힘 방지의 본연의 목적을 잃게되는 모순을 가지게 된다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따른 불활성 가스 조절 수단부의 제어부는 노즐의 막힘을 방지하면서도 주편에 홀(hole)에 의한 기포성 결함이 발생되지 않도록 불활성 가스 주입량을 조절함을 특징으로 한다.In order to reduce the bubble defect, it is necessary to optimize the flow rate of the inert gas introduced to prevent the clogging of the nozzle, but if it is reduced, there is a contradiction that the original purpose of preventing the clogging of the nozzle is lost. Therefore, the control unit of the inert gas control means according to an embodiment of the present invention is characterized in that the inert gas injection amount is adjusted so as not to generate a bubble defect due to a hole in the cast steel while preventing the clogging of the nozzle.

이를 위하여 불활성 가스 조절 수단부(170)의 제어부(171)는 노즐 내부로의 불활성 가스의 주입량을 변화시켜가며 주입한다. To this end, the control unit 171 of the inert gas adjusting means unit 170 injects varying the injection amount of the inert gas into the nozzle.

상기 불활성 가스의 주입량을 변화시키는 것은, 두 가지 방식으로 이루어질 수 있다. 첫번째 방식은 불활성 가스를 점진적으로 증가 및 감소시켜 주기적으로 변화시키는 것이며, 두번째 방식은 주입량을 주기적으로 변화시키는 것이다.The injection amount of the inert gas may be changed in two ways. The first method is to periodically increase and decrease the inert gas and change it periodically, and the second method is to change the injection amount periodically.

첫번째 방식인 불활성 가스를 점진적으로 증가 및 감소시켜 주기적으로 변화시키는 것은 도 3에 도시한 바와 같이, 불활성 가스 주입량을 점진적으로 증가시켜 불활성 가스 최대 주입량으로 주입한 후, 불활성 가스 주입량을 점진적으로 감소시켜 불활성 가스 최소 주입량으로 주입하며, 이러한 주입량 주기가 반복되도록 한다. 불활성 가스 주입량을 주기적으로 점진적 변화시켜가며 주입함으로써, 용강류 흐름 방해없이 노즐 막힘을 방지할 수 있다.As shown in FIG. 3, the first method, gradually increasing and decreasing the inert gas, gradually increases the inert gas injection amount to inject the maximum inert gas injection amount, and then gradually decreases the inert gas injection amount. Inert gas is injected at the minimum injection volume and this injection cycle is repeated. By periodically and gradually changing the inert gas injection amount, it is possible to prevent nozzle clogging without disturbing the flow of molten steel.

두번째 방식인 주입량을 주기적으로 변화시키는 것은, 도 4에 도시한 바와 같이 불활성 가스 최소 주입량 및 불활성 가스 최대 주입량이 일정하게 유지되면서, 주기를 가지고 주기적으로 교대로 변화시킨다. 즉, 일정한 주기를 가지고 노즐로 주입되는 일정한 불활성 가스 최소 주입량과 불활성 가스 최대 주입량이 변동된다.The second method, in which the injection amount is periodically changed, is alternately changed periodically at regular intervals while keeping the minimum amount of inert gas and the maximum amount of inert gas injected, as shown in FIG. 4. That is, the constant inert gas minimum injection amount and the inert gas maximum injection amount injected into the nozzle at regular intervals are varied.

도 2,3,4의 불활성 가스 최대 주입량은 불활성 가스 최소 주입량의 1.2배 ~ 3배가 됨이 바람직하다. 불활성 가스 최대 주입량과 불활성 가스 최소 주입량의 차이가 너무 크게 날 경우에는 가스 주입량 충격 차이로 인하여 내화물 파손 우려가 있으며, 또한, 가스 유량 급격한 변화로 인하여 유량 흐름에 방해가 되어 기포성 결함이 생길 우려가 있기 때문이다.2, 3, and 4 the maximum inert gas injection amount is preferably 1.2 times to 3 times the minimum inert gas injection amount. If the difference between the maximum amount of inert gas and the minimum amount of inert gas is too great, the refractory may be damaged due to the difference in gas injection amount, and the flow rate may be disturbed due to the sudden change in gas flow rate, resulting in a bubble defect. Because.

또한, 불활성 가스 최소 주입량과 불활성 가스 최대 주입량이 주기적으로 변동될 시에, 상기 불활성 가스 최소 주입량은 0.0 ~ 1.4 [ℓ/min] 중 어느 하나의 값이며, 상기 불활성 가스 최대 주입량은 1.5 [ℓ/min] 이상의 값을 가지는 것이 바람직하다. 불활성 가스 최소 주입량이 1.4 [ℓ/min]를 초과할 경우에는, 전체적인 가스 주입량 평균값이 큰 값을 가지기 때문에 용강류 흐름을 방해하여 기포성 결함이 생길 우려가 있기 때문이다. 또한, 불활성 가스 최대 주입량이 1.5 [ℓ/min] 미만으로 될 경우에는, 전체적인 가스 주입량 평균값이 작은 값을 가지기 때문에 노즐 막힘 현상이 생길 우려가 있기 때문이다.Further, when the minimum amount of inert gas and the maximum amount of inert gas are periodically varied, the minimum amount of inert gas is any one of 0.0 to 1.4 [l / min], and the maximum amount of inert gas is 1.5 [l / min. It is preferable to have a value of] or more. This is because when the minimum inert gas injection amount exceeds 1.4 [l / min], the overall gas injection average value has a large value, which may interfere with the flow of molten steel and cause a foaming defect. In addition, when the maximum amount of inert gas is less than 1.5 [l / min], it is because there is a possibility that nozzle clogging may occur because the overall average amount of gas injected has a small value.

또한, 불활성 가스 최대 주입량과 불활성 가스 최소 주입량이 교대로 변화하는 주기는 0.5 ~ 1.5초 중 어느 하나의 값이 바람직하다. 너무 적은 주기를 가질 시에는 시스템에 무리가 가며, 너무 큰 주기를 가질 시에는 본 발명의 효과를 얻기 어렵기 때문이다.In addition, the period in which the maximum amount of inert gas and the minimum amount of inert gas are alternately changed is preferably one of 0.5 to 1.5 seconds. This is because when the system has too few cycles, the system is unreasonable, and when the system has too large cycles, it is difficult to obtain the effects of the present invention.

참고로, 시간에 따라 불활성 가스의 주입량이 주기를 가지고 변화하는 그래프를 도시한 도 4를 참조하면, 주기 1초로서, 1.0[ℓ/min]의 불활성 가스 최소 주입량과 1.9[ℓ/min]의 불활성 가스 최대 주입량이 교대로 변동되고 있음을 알 수 있다.For reference, referring to FIG. 4, which shows a graph in which the amount of inert gas is changed with a period with time, as the period 1 second, the minimum amount of inert gas is 1.0 [l / min] and 1.9 [l / min]. It can be seen that the maximum amount of inert gas is varied alternately.

또한, 상기 주기는 도 4에 도시한 바와 같이 일정한 주기로서 교대로 공급되도록 구현할 수 있지만, 도 5에 도시한 바와 같이 주기를 달리하여 변동 주기로서 구현할 수 있다.In addition, the cycle may be implemented to be alternately supplied as a constant cycle as shown in FIG. 4, but may be implemented as a variation cycle by varying the cycle as shown in FIG.

또한, 상기에서 설명한 바와 같이 불활성 가스를 주기적으로 변화시켜 가며 주입시키는데, 이러한 주기는 개재물의 공진 주기와 동기화하는 값을 가지도록 설계함이 바람직하다. 개재물은 노즐에 내부 벽면에 부착되는 이물질로서, 이러한 이물질의 개재물과 동일한 공진 주기를 갖는 불활성 가스를 주입시킴으로써, 개재물이 노즐 내부 벽면에서 공진되어 벽면에서 분리되기 용이하기 때문이다.
In addition, as described above, the inert gas is periodically changed and injected, and this period is preferably designed to have a value synchronized with the resonance period of the inclusion. This is because the inclusions are foreign matters attached to the inner wall of the nozzles, and by injecting an inert gas having the same resonance period as the inclusions of such foreign matters, the inclusions are resonated at the nozzle inner wall and easily separated from the wall.

결국, 상기 설명한 바와 같이 변동 주기를 가지며 불활성 가스 주입량을 변화시켜 나가면, 불활성 가스 주입량을 일정하게 유지할 때보다 노즐막힘 방지 효과를 극대화할 수 있으며, 또한 불활성 가스 주입량을 줄인다 하더라도 노즐막힘이 증가하지는 않는 결과를 얻을 수 있다.As a result, as described above, if the inert gas injection amount is changed and the inert gas injection amount is changed, the nozzle clogging prevention effect can be maximized more than when the inert gas injection amount is kept constant, and the nozzle clogging does not increase even if the inert gas injection amount is decreased. You can get the result.

참고로, K = 상수, QA는 불활성 가스 주입량(분당 내화물에 투입되는 유량, ℓ/min)이라 할때,For reference, when K = constant, Q A is the amount of inert gas injection (flow rate into the refractory per minute, l / min),

불활성 가스 주입량을 일정하게 유지할 때의 노즐막힘의 두께 = K × QA Nozzle clogging thickness when inert gas injection rate is kept constant = K × Q A

불활성 가스 주입량을 변동 주기를 가지며 교대로 변화시켜 주입할 때의 노즐막힘의 두께 = K × (QA × 1/2)Thickness of nozzle clogging when injecting the inert gas injection amount with alternating cycle alternately = K × (Q A × 1/2)

가 됨을 실험적으로 얻을 수 있었다.
Experimentally obtained.

한편, 도 2의 연속 주조 장치의 노즐은 상기에서 설명한 바와 같이 복수개로 구현된다. 즉, 노즐(100)은, 상기 턴디쉬의 하부벽을 관통한 상노즐(110)과, 상기 상노즐의 하면에 위치하여 상기 상노즐을 통해 주형으로 공급되는 용강의 유량을 조절하는 슬라이딩 게이트(120)와, 상기 슬라이딩 게이트의 하면에 위치하여, 하단이 주형 내부로 인입된 침지노즐(130)로 이루어진다. 또한 상노즐(110) 내측으로 불활성 가스를 불출하기 위한 제1가스 배관(141)과, 제1가스 배관(141) 상에는 불활성 가스의 유량을 제어하기 위한 제1제어 밸브(142)가 구비된다. 마찬가지로, 슬라이딩 게이트(120) 내측으로 불활성 가스를 불출하기 위한 제2가스 배관(151)과, 제2가스 배관(151) 상에는 불활성 가스의 유량을 제어하기 위한 제2제어 밸브(152)가 구비된다. 또한, 침지노즐(130) 내측으로 불활성 가스를 불출하기 위한 제3가스 배관(161)과, 제3가스 배관(161) 상에는 불활성 가스의 유량을 제어하기 위한 제3제어 밸브(162)가 구비된다.On the other hand, the nozzle of the continuous casting device of Figure 2 is implemented in plurality as described above. That is, the nozzle 100 may include an upper nozzle 110 penetrating the lower wall of the tundish, and a sliding gate for adjusting a flow rate of molten steel positioned on a lower surface of the upper nozzle and supplied to the mold through the upper nozzle ( 120 and an immersion nozzle 130 positioned at a lower surface of the sliding gate and having a lower end introduced into the mold. In addition, a first gas pipe 141 for discharging the inert gas into the upper nozzle 110 and a first control valve 142 for controlling the flow rate of the inert gas are provided on the first gas pipe 141. Similarly, a second gas pipe 151 for discharging the inert gas into the sliding gate 120 and a second control valve 152 for controlling the flow rate of the inert gas are provided on the second gas pipe 151. . In addition, a third gas pipe 161 for discharging the inert gas into the immersion nozzle 130 and a third control valve 162 for controlling the flow rate of the inert gas are provided on the third gas pipe 161. .

불활성 가스 조절 수단부(170)는, 상기 상노즐(110), 슬라이딩 게이트(120), 침지노즐(130)로 주입되는 불활성 가스 주입량의 주기 및 불활성 가스 최소 주입량 및 불활성 가스 최대 주입량을 각각 서로 다르게 제어한다. 노즐을 이루는 상노즐(110), 슬라이딩 게이트(120), 침지노즐(130)마다 각기 다른 주기나, 불활성 가스 최소 주입량 및 불활성 가스 최대 주입량을 각각 서로 다르게 함으로써, 불활성 가스 흐름을 서로 다르게 하여 가스 흐름을 상쇄시킴으로써 기포 발생을 억제하여 기포성 결함을 최소로 할 수 있다. 또한, 다양한 가스량이 교대로 주입되기 때문에 불활성 가스 흐름이 랜덤하게 되어 노즐 막힘 현상을 더욱 방지할 수 있다.Inert gas control means 170, the inert gas injection amount injected into the upper nozzle 110, the sliding gate 120, the immersion nozzle 130, and the minimum inert gas injection amount and the maximum inert gas injection amount respectively different from each other To control. The nozzles of the upper nozzle 110, the sliding gate 120, and the immersion nozzle 130 forming the nozzles have different periods, or different inert gas minimum injection amounts and inert gas maximum injection amounts. By canceling out, bubble generation can be suppressed and a foaming defect can be minimized. In addition, since various gas amounts are alternately injected, the inert gas flow becomes random, thereby further preventing nozzle clogging.

본 발명을 첨부 도면과 전술된 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 그에 한정되지 않으며, 후술되는 특허청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 후술되는 특허청구범위의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 변형 및 수정할 수 있다.Although the present invention has been described with reference to the accompanying drawings and the preferred embodiments described above, the present invention is not limited thereto but is limited by the following claims. Accordingly, those skilled in the art will appreciate that various modifications and changes may be made thereto without departing from the spirit of the following claims.

100: 노즐 110: 상노즐
120: 슬라이딩 게이트 130: 침지노즐
140: 불활성 가스 주입부 170: 불활성 가스 조절 수단부
200: 턴디쉬 300: 주형
400: 래들100: nozzle 110: upper nozzle
120: sliding gate 130: immersion nozzle
140: inert gas injection unit 170: inert gas adjusting unit
200: tundish 300: template
400: ladle

Claims (12)

삭제delete 용강을 주입시키는 노즐의 막힘을 방지하는 불활성 가스 주입 방법에 있어서, 불활성 가스 주입량을 점진적으로 증가시켜 불활성 가스 최대 주입량으로 주입한 후, 불활성 가스 주입량을 점진적으로 감소시켜 불활성 가스 최소 주입량으로 주입하며, 이러한 주입량 주기가 반복되고, 상기 불활성 가스 최대 주입량은 상기 불활성 가스 최소 주입량의 1.2배 ~ 3배 중 어느 하나의 배수인 불활성 가스 주입 방법.In the inert gas injection method for preventing the clogging of the nozzle for injecting molten steel, the inert gas injection amount is gradually increased to be injected to the maximum inert gas injection amount, then the inert gas injection amount is gradually reduced to inject the minimum inert gas injection amount, This injection amount cycle is repeated, and the inert gas maximum injection amount is any multiple of 1.2 to 3 times the minimum inert gas injection amount. 용강을 주입시키는 노즐의 막힘을 방지하는 불활성 가스 주입 방법에 있어서, 불활성 가스 최소 주입량 및 불활성 가스 최대 주입량을 주기적으로 교대로 변화시키며, 상기 불활성 가스 최대 주입량은 상기 불활성 가스 최소 주입량의 1.2배 ~ 3배 중 어느 하나의 배수인 불활성 가스 주입 방법.An inert gas injection method for preventing clogging of a nozzle for injecting molten steel, the inert gas minimum injection amount and the inert gas maximum injection amount are periodically changed alternately, and the inert gas maximum injection amount is 1.2 times to 3 times the minimum inert gas injection amount. An inert gas injection method which is a drainage of any one of the vessels. 청구항 3에 있어서, 상기 주기는 변동 주기인 불활성 가스 주입 방법.The method of claim 3, wherein the cycle is a variation cycle. 삭제delete 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서, 상기 불활성 가스 최소 주입량은 0.0 ~ 1.4 [ℓ/min] 중 어느 하나의 값이며, 상기 불활성 가스 최대 주입량은 1.5 [ℓ/min] 이상의 값을 가지는 불활성 가스 주입방법.The inert gas injection method according to claim 2 or 3, wherein the minimum inert gas injection amount is a value of 0.0 to 1.4 [l / min], and the inert gas maximum injection amount has a value of 1.5 [l / min] or more. 청구항 3에 있어서, 주기적으로 교대로 변화시키는 시간은, 0.5 ~ 1.5초 중 어느 하나의 값인 불활성 가스 주입방법.The method of injecting an inert gas according to claim 3, wherein the time for changing periodically is one of 0.5 to 1.5 seconds. 용강이 수용되는 턴디쉬;
상기 턴디쉬의 하측에 설치되어 상기 턴디쉬의 용강이 주입되는 주형;
상기 턴디쉬에 수용된 용강을 상기 주형으로 주입시키는 노즐;
상기 노즐 내부로 불활성 가스를 주입하는 불활성 가스 주입부;
불활성 가스 주입량을 점진적으로 증가시켜 불활성 가스 최대 주입량으로 주입한 후, 불활성 가스 주입량을 점진적으로 감소시켜 불활성 가스 최소 주입량으로 주입하며, 이러한 주입량 주기가 반복되도록 제어하고, 상기 불활성 가스 최대 주입량은 상기 불활성 가스 최소 주입량의 1.2배 ~ 3배 중 어느 하나의 배수가 되도록 제어하는 불활성가스 조절 수단부;
를 포함하는 연속 주조 장치.A tundish for receiving molten steel;
A mold installed below the tundish and into which molten steel of the tundish is injected;
A nozzle for injecting molten steel contained in the tundish into the mold;
An inert gas injector for injecting an inert gas into the nozzle;
The inert gas injection amount is gradually increased to inject the maximum inert gas injection amount, and then the inert gas injection amount is gradually decreased to inject the minimum inert gas injection amount, and the injection period is controlled to be repeated, and the inert gas maximum injection amount is set to the inert gas. Inert gas control means for controlling the drainage of any one of 1.2 to 3 times the minimum gas injection amount;
. 용강이 수용되는 턴디쉬;
상기 턴디쉬의 하측에 설치되어 상기 턴디쉬의 용강이 주입되는 주형;
상기 턴디쉬에 수용된 용강을 상기 주형으로 주입시키는 노즐;
상기 노즐 내부로 불활성 가스를 주입하는 불활성 가스 주입부;
불활성 가스 최소 주입량 및 불활성 가스 최대 주입량을 주기적으로 교대로 변화시키는 제어하고, 상기 불활성 가스 최대 주입량은 상기 불활성 가스 최소 주입량의 1.2배 ~ 3배 중 어느 하나의 배수가 되도록 제어하는 불활성가스 조절 수단부;
를 포함하는 연속 주조 장치.A tundish for receiving molten steel;
A mold installed below the tundish and into which molten steel of the tundish is injected;
A nozzle for injecting molten steel contained in the tundish into the mold;
An inert gas injector for injecting an inert gas into the nozzle;
Inert gas control means for controlling to change the inert gas minimum injection amount and the inert gas maximum injection amount periodically alternately, and the inert gas maximum injection amount is a multiple of 1.2 times to 3 times the minimum inert gas injection amount ;
. 청구항 9에 있어서, 상기 노즐은,
상기 턴디쉬의 하부벽을 관통한 상노즐;
상기 상노즐의 하면에 위치하여, 상기 상노즐을 통해 주형으로 공급되는 용강의 유량을 조절하는 슬라이딩 게이트;
상기 슬라이딩 게이트의 하면에 위치하여, 하단이 주형 내부로 인입된 침지노즐;
을 포함하는 연속 주조 장치.The method according to claim 9, wherein the nozzle,
An upper nozzle penetrating the lower wall of the tundish;
A sliding gate positioned on a lower surface of the upper nozzle to adjust a flow rate of molten steel supplied to the mold through the upper nozzle;
An immersion nozzle positioned on a lower surface of the sliding gate and having a lower end introduced into a mold;
Continuous casting apparatus comprising a. 청구항 10에 있어서, 상기 불활성가스 조절 수단부는, 상기 상노즐, 슬라이딩 게이트, 침지노즐로 주입되는 불활성 가스 주입량의 주기를 각각 서로 다르게 하는 연속 주조 장치.The continuous casting apparatus according to claim 10, wherein the inert gas adjusting means has a different period of inert gas injection amount injected into the upper nozzle, the sliding gate, and the immersion nozzle. 청구항 10 또는 청구항 11에 있어서, 상기 불활성가스 조절 수단부는, 상기 상노즐, 슬라이딩 게이트, 침지노즐로 주입되는 상기 불활성 가스 최소 주입량 및 불활성 가스 최대 주입량을 각각 서로 다르게 하는 연속 주조 장치.The continuous casting apparatus according to claim 10 or 11, wherein the inert gas regulating means is configured to different the inert gas minimum injection amount and the inert gas maximum injection amount respectively injected into the upper nozzle, the sliding gate, and the immersion nozzle.
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