KR102265199B1 - Apparatus for spraying cooling medium - Google Patents

Apparatus for spraying cooling medium Download PDF

Info

Publication number
KR102265199B1
KR102265199B1 KR1020190158438A KR20190158438A KR102265199B1 KR 102265199 B1 KR102265199 B1 KR 102265199B1 KR 1020190158438 A KR1020190158438 A KR 1020190158438A KR 20190158438 A KR20190158438 A KR 20190158438A KR 102265199 B1 KR102265199 B1 KR 102265199B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
flow path
cooling medium
orifice
orifices
cooling
Prior art date
Application number
KR1020190158438A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20210068881A (en
Inventor
황종연
Original Assignee
주식회사 포스코
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 포스코 filed Critical 주식회사 포스코
Priority to KR1020190158438A priority Critical patent/KR102265199B1/en
Publication of KR20210068881A publication Critical patent/KR20210068881A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102265199B1 publication Critical patent/KR102265199B1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/12Accessories for subsequent treating or working cast stock in situ
    • B22D11/124Accessories for subsequent treating or working cast stock in situ for cooling
    • B22D11/1246Nozzles; Spray heads

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)

Abstract

냉각매체 분사장치가 개시된다. 본 발명의 실시 예에 따른 연속주조기 세그먼트에서 주편을 냉각시키는 냉각매체 분사장치로서, 냉각매체를 공급받아 분사하는 노즐 바디와, 냉각매체가 이동하도록 노즐 바디 내에 형성된 유로와, 유로에 설치되어 냉각매체의 흐름을 가속시키는 오리피스 및 오리피스는 유로를 따라 소정간격을 두고 복수개 배치된다.A cooling medium injection device is disclosed. As a cooling medium injection device for cooling a slab in a continuous casting machine segment according to an embodiment of the present invention, a nozzle body receiving and spraying a cooling medium, a flow path formed in the nozzle body to move the cooling medium, and a cooling medium installed in the flow path A plurality of orifices and orifices for accelerating the flow are arranged at predetermined intervals along the flow path.

Description

냉각매체 분사장치{APPARATUS FOR SPRAYING COOLING MEDIUM}Cooling medium injection device {APPARATUS FOR SPRAYING COOLING MEDIUM}

본 발명은 냉각매체 분사장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 연속주조기의 세그먼트에서 주편을 냉각하는데 이용되는 냉각매체 분사장치에 관한 것이다.The present invention relates to a cooling medium injection device, and more particularly, to a cooling medium injection device used to cool a cast slab in a segment of a continuous casting machine.

일반적으로 연속주조 공정(continuous casting process)은 액상의 용강을 일정한 형태의 고상으로 연속 응고시 키는 공정으로서, 연속주조 조업시 주편을 냉각시기기 위하여 세그먼트에 구비되는 복수개의 노즐이 사용된다.In general, a continuous casting process is a process of continuously solidifying liquid molten steel into a predetermined solid phase, and a plurality of nozzles provided in a segment are used to cool a slab during a continuous casting operation.

도 1은 일반적인 연속주조 공정을 보여주는 도면이다. 먼저 정련과정을 마친 용강이 담겨지는 래들(1)에서 롱노즐(2)을 통해 턴디쉬(3)로 용강이 주입되고, 턴디쉬(3)에 일시 저장된 용강이 턴디쉬(3)와 몰드(4) 사이에 위치되는 용강전달장치(5)를 거쳐 몰드(4)에 주입되며, 몰드(4)에서의 1차 냉각, 몰드(4) 하부에서의 2차 냉각을 거쳐 응고시킴에 따라 빌렛(Billet), 블룸(Bloom), 슬래브(Slab) 등과 같은 주편(6)을 생산하는 일련의 공정을 말한다.1 is a view showing a general continuous casting process. Molten steel is injected into the tundish (3) through the long nozzle (2) from the ladle (1) containing the molten steel that has completed the refining process, and the molten steel temporarily stored in the tundish (3) is transferred to the tundish (3) and the mold ( 4) It is injected into the mold 4 through the molten steel delivery device 5 located in between, and as it solidifies through primary cooling in the mold 4 and secondary cooling at the bottom of the mold 4, the billet ( Billet), bloom, slab, etc. refers to a series of processes to produce slabs (6).

몰드(4)를 통해 배출되는 용강(Molten Steel)은 몰드(4)에서 1차 냉각을 거쳐 표면이 다소 응고된 상태로 연속주조 장치의 세그먼트(SEGMENT,10)에 구비되는 상부 프레임 및 하부 프레임 사이로 인입되며, 이때 용강의 빠른 응고를 위해 복수개의 노즐(11)을 통하여 냉각수가 분사되어 2차 냉각을 통해 제조하고자 하는 주편의 형상으로 연속적으로 변화되어 간다.Molten steel discharged through the mold 4 goes through primary cooling in the mold 4, and the surface is somewhat solidified between the upper frame and the lower frame provided in the segment 10 of the continuous casting device. At this time, cooling water is sprayed through the plurality of nozzles 11 for rapid solidification of the molten steel, and the shape of the cast steel to be manufactured is continuously changed through secondary cooling.

여기서, 2차 냉각은 주편(6)에 직접적으로 분사하는 방식이므로 품질 직결 설비이고, 특히 강냉각이 적용되어 주편(6) 온도가 취화영역에 해당할 경우 작은 인장력만으로도 주편(6)에 크랙이 유발될 수 있다. 이를 방지하기 위해, 주편(6) 냉각을 균일하게 유지시켜야 한다. 만일 불균일 냉각이 적용되어 국소적으로 주편(6) 온도가 취화영역에 해당하게 되고 그때 인장력과 같은 외력이 작용한다면 크랙을 유발하게 된다. 따라서 연주공정에서 균일 2차 냉각 기술은 매우 중요한 이슈이다.Here, since the secondary cooling is a method of directly spraying the slab 6, it is a quality-directed equipment, and in particular, when strong cooling is applied and the slab 6 temperature falls in the embrittlement region, cracks in the slab 6 only with a small tensile force. can be induced In order to prevent this, it is necessary to keep the cooling of the cast slab 6 uniform. If non-uniform cooling is applied, the temperature of the cast slab 6 locally corresponds to the embrittlement region, and if an external force such as a tensile force acts at that time, cracks are induced. Therefore, uniform secondary cooling technology is a very important issue in the playing process.

균일 냉각을 위한 가장 좋은 방법은 도 2와 같이 냉각수와 공기를 혼합하여 분사하는 에어미스트 냉각 노즐을 이용한 방법이 흔히 수행되어진다.The best method for uniform cooling is a method using an air mist cooling nozzle that mixes and sprays cooling water and air as shown in FIG. 2 .

공기(air)와 냉각수(water)가 노즐을 구성하는 혼합부(12)에서 섞여지게 되며 공기 유입부와 냉각수 유입부에는 압력을 강하시키고 유체의 섞임을 원활하게 하기 위해서 오리피스가 각각 설치된다. 이때 냉각수량이 작은 경우 오리피스의 사이즈도 작아지는 경향이 있으며 오리피스 직경이 매우 작아지면 이물질이 오리피스를 막아버리는 노즐막힘이 발생하게 된다. 노즐막힘이 발생하면 균일냉각이 보장되지 않으며 이로 인하여 앞서 언급한 크랙을 유발하게 되는 문제가 발생한다.Air and cooling water are mixed in the mixing unit 12 constituting the nozzle, and orifices are respectively installed at the air inlet and the cooling water inlet to drop pressure and to facilitate fluid mixing. At this time, when the amount of cooling water is small, the size of the orifice tends to be small, and when the diameter of the orifice is very small, the nozzle clogs the orifice with foreign substances. When nozzle clogging occurs, uniform cooling is not guaranteed, and this causes the aforementioned cracking problem.

한국공개특허 제2016-0020732호(2016.02.24 공개)Korea Patent Publication No. 2016-0020732 (published on Feb. 24, 2016)

본 발명의 실시 예들은 연속주조 조업 시 2차 냉각수질이 불량하거나 주편에 살수될 때 발생하는 스케일 등에 의한 이물질, 세그먼트 탈착 시 발생하는 충격 등에 의하여 오리피스 막힘에 따른 균일 냉각의 어려움을 해결할 수 있는 냉각매체 분사장치를 제공하고자 한다.Embodiments of the present invention are cooling that can solve the difficulty of uniform cooling due to blockage of the orifice due to poor quality of secondary cooling water during continuous casting operation, foreign substances such as scale generated when water is sprayed on the slab, impact generated during segment detachment, etc. It is intended to provide a media injection device.

본 발명의 일 측면에 따르면, 연속주조기 세그먼트에서 주편을 냉각시키는 냉각매체 분사장치로서, 냉각매체를 공급받아 분사하는 노즐 바디와, 상기 냉각매체가 이동하도록 상기 노즐 바디 내에 형성된 유로와, 상기 유로에 설치되어 상기 냉각매체의 흐름을 가속시키는 오리피스 및 상기 오리피스는 상기 유로를 따라 소정간격을 두고 복수개 배치되는 냉각매체 분사장치가 제공될 수 있다.According to one aspect of the present invention, there is provided a cooling medium injection device for cooling a cast slab in a continuous casting machine segment, a nozzle body receiving and spraying a cooling medium, a flow path formed in the nozzle body so that the cooling medium moves, and a flow path in the flow path An orifice installed to accelerate the flow of the cooling medium and a plurality of orifices arranged at predetermined intervals along the flow path may be provided.

상기 노즐 바디는 상기 냉각매체가 분출되는 분출구를 포함하고, 상기 분출구의 방향은 상기 유로에서 상기 냉각매체의 이동방향과 동일하게 위치될 수 있다.The nozzle body may include a spout through which the cooling medium is ejected, and a direction of the spout may be positioned in the same direction as a moving direction of the cooling medium in the flow path.

상기 오리피스의 개수(N)는 아래의 수학식을 만족할 수 있다.The number N of the orifices may satisfy the following equation.

수학식

Figure 112021034543466-pat00022
, 여기서, d1은 원 오리피스 직경(하나의 오리피스 사용시), d2는 확장된 오리피스 직경(복수의 오리피스 사용시), N은 소수점 첫째자리에서 사사오입하여 얻을 수 있는 자연수.formula
Figure 112021034543466-pat00022
, where d1 is the diameter of one orifice (when one orifice is used), d2 is the diameter of the expanded orifice (when multiple orifices are used), and N is a natural number obtained by rounding off from the first decimal place.

상기 노즐 바디는 상기 냉각매체가 분출되는 분출구를 포함하고, 상기 분출구의 방향은 상기 유로에서 상기 냉각매체의 이동방향과 수직하게 위치될 수 있다.The nozzle body may include a spout through which the cooling medium is ejected, and a direction of the spout may be positioned perpendicular to a moving direction of the cooling medium in the flow path.

상기 오리피스의 개수(N)는 아래의 수학식을 만족할 수 있다.The number N of the orifices may satisfy the following equation.

수학식

Figure 112021034543466-pat00023
, 여기서, d1은 원 오리피스 직경(하나의 오리피스 사용시), d2는 확장된 오리피스 직경(복수의 오리피스 사용시), N은 소수점 첫째자리에서 사사오입하여 얻을 수 있는 자연수.formula
Figure 112021034543466-pat00023
, where d1 is the diameter of one orifice (when one orifice is used), d2 is the diameter of the expanded orifice (when multiple orifices are used), and N is a natural number obtained by rounding off from the first decimal place.

상기 유로는 공기가 이동하는 공기 유로와, 냉각수가 이동하는 냉각수 유로와, 상기 공기 유로와 상기 냉각수 유로가 합류하는 합류 유로와, 상기 합류 유로에서 혼합된 냉각매체가 이동하는 혼합유로를 포함하고, 상기 오리피스는 상기 공기 유로를 따라 소정간격을 두고 배치된 복수개의 공기 오리피스와, 상기 냉각수 유로를 따라 소정간격을 두고 배치된 복수개의 냉각수 오리피스를 포함한다.The flow path includes an air flow path through which air moves, a cooling water flow path through which cooling water moves, a merging flow path where the air flow path and the cooling water flow path join, and a mixed flow path through which the cooling medium mixed in the merging flow path moves, The orifice includes a plurality of air orifices disposed at predetermined intervals along the air flow path and a plurality of cooling water orifices disposed at predetermined intervals along the cooling water flow path.

본 발명의 실시 예들은 연속주조 조업 시 2차 냉각 시 사용되는 노즐의 막힘을 저감시킴에 의해 주편의 균일한 냉각을 수행할 수 있게 된다.Embodiments of the present invention can perform uniform cooling of the slab by reducing the clogging of the nozzle used for secondary cooling during continuous casting operation.

도 1은 일반적인 연속주조기를 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 종래 연속주조기에서 사용되는 에어미스트 냉각노즐을 개략적으로 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 냉각매체 분사장치를 도시한 것이다.
도 4는 주요 연속주조기를 대상으로 하나의 오리피스를 사용한 경우 냉각수량과 냉각수 오리피스 직경과의 관계를 도시한 도표이다.
도 5는 본 실시 예의 유로에 배치된 복수개의 오리피스를 도시한 개략도이다.
도 6은 본 실시 예에 따른 확장된 오리피스 사이즈에 따른 필요 오리피스 개수를 도시한 도표이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 노즐 유로를 도시한 개략도이다.
도 8은 도 7의 유로에 설치된 오리피스 사이즈에 따른 필요 오리피스 개수를 도시한 도표이다.
1 schematically shows a general continuous casting machine.
2 schematically shows an air mist cooling nozzle used in a conventional continuous casting machine.
3 is a view showing a cooling medium injection device according to an embodiment of the present invention.
4 is a chart showing the relationship between the coolant amount and the coolant orifice diameter when one orifice is used for the main continuous casting machine.
5 is a schematic diagram illustrating a plurality of orifices disposed in a flow path according to the present embodiment.
6 is a chart showing the number of necessary orifices according to the expanded orifice size according to the present embodiment.
7 is a schematic diagram illustrating a nozzle flow path according to another embodiment of the present invention.
8 is a chart showing the number of necessary orifices according to the size of the orifices installed in the flow path of FIG.

이하에서는 본 발명의 실시 예들을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하에 소개되는 실시 예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 본 발명은 이하 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 도면에서 생략하였으며 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The embodiments introduced below are provided as examples in order to sufficiently convey the spirit of the present invention to those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains. The present invention is not limited to the embodiments described below and may be embodied in other forms. In order to clearly explain the present invention, parts irrelevant to the description are omitted from the drawings, and in the drawings, the width, length, thickness, etc. of components may be exaggerated for convenience. Like reference numerals refer to like elements throughout.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 냉각매체 분사장치를 도시한 것이다.3 is a view showing a cooling medium injection device according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 의한 냉각매체 분사장치(20)는 냉각매체를 공급받아 분사하는 노즐 바디(30)를 포함한다.Referring to FIG. 3 , the cooling medium spraying device 20 according to the embodiment of the present invention includes a nozzle body 30 that receives and sprays a cooling medium.

노즐 바디(30)는 공기를 공급받는 공기 유입구(31)와 냉각수를 공급받는 냉각수 유입구(32)와, 주편을 향해 냉각매체가 분출되는 분출구(33)를 포함한다.The nozzle body 30 includes an air inlet 31 receiving air, a cooling water inlet 32 receiving cooling water, and an outlet 33 through which a cooling medium is ejected toward the cast slab.

공기 유입구(31)는 니플(31a)을 매개로 공기 공급관과 연결될 수 있고, 냉각수 유입구(32)는 니플(32a)을 매개로 냉각수 유입관과 연결될 수 있다.The air inlet 31 may be connected to the air supply pipe through the nipple 31a, and the cooling water inlet 32 may be connected to the cooling water inlet pipe through the nipple 32a.

분출구(33)에는 노즐팁(34)이 결합될 수 있고, 노즐팁(34)을 통해 냉각매체가 주편을 향해 분사될 수 있다.The nozzle tip 34 may be coupled to the jet port 33 , and the cooling medium may be sprayed toward the slab through the nozzle tip 34 .

노즐 바디(30) 내부에는 냉각매체가 이동하는 유로(40)가 형성될 수 있고, 유로(40)에는 냉각매체의 흐름을 가속하는 오리피스(50)가 설치될 수 있다.A flow path 40 through which the cooling medium moves may be formed inside the nozzle body 30 , and an orifice 50 for accelerating the flow of the cooling medium may be installed in the flow path 40 .

유로(40)는 일단이 공기 유입구(31)와 연결되어 공기 유입구(31)를 통해 공급된 공기가 이동하는 공기 유로(41)와, 일단이 냉각수 유입구(32)와 연결되어 냉각수 유입구(32)를 통해 공급된 냉각수가 이동하는 냉각수 유로(42)와, 공기 유로(41)와 냉각수 유로(42)가 합류하는 합류 유로(43)와, 합류 유로(43)에서 합류된 냉각매체가 이동하는 혼합유로(44)를 포함할 수 있다. 혼합유로(44)의 단부는 분출구(33)와 연결될 수 있다.The flow path 40 has one end connected to the air inlet 31 and an air flow path 41 through which the air supplied through the air inlet 31 moves, and one end connected to the cooling water inlet 32 and the cooling water inlet 32 . The cooling water flow path 42 through which the cooling water supplied through the flow path 42 moves, the merging flow path 43 where the air flow path 41 and the cooling water flow path 42 join, and the mixing flow path 43 where the cooling medium merged in the merging flow path 43 moves A flow path 44 may be included. An end of the mixing passage 44 may be connected to the jet port 33 .

오리피스(50)는 공기 유로(41)에 설치되는 복수의 공기 오리피스(51)와, 냉각수 유로(42)에 설치되는 복수의 냉각수 오리피스(52)를 포함할 수 있다.The orifice 50 may include a plurality of air orifices 51 installed in the air flow passage 41 and a plurality of cooling water orifices 52 installed in the coolant flow passage 42 .

오리피스(50)는 냉각수량이 작은 경우 오리피스(50)의 사이즈도 작아지는 경향이 있으며, 오리피스(50)의 직경이 매우 작아지면 이물질이 오리피스(50)를 막아버리는 노즐막힘이 발생할 수 있다.When the amount of cooling water in the orifice 50 is small, the size of the orifice 50 also tends to be small, and when the diameter of the orifice 50 is very small, nozzle clogging may occur in which foreign substances block the orifice 50 .

이를 방지하기 위해, 본 실시 예에서는 오리피스(50)의 사이즈를 증대시키면서 본연의 오리피스(50) 역할인 확산효과를 만족시킬 수 있도록 복수개의 오리피스(50)가 유로(40) 내부에 설치될 수 있다.To prevent this, in this embodiment, a plurality of orifices 50 may be installed inside the flow path 40 to satisfy the diffusion effect, which is the original orifice 50 role, while increasing the size of the orifice 50 . .

공기 오리피스(51)는 공기 유로(41)를 따라 소정간격을 두고 복수개가 배치될 수 있고, 냉각수 오리피스(52)도 냉각수 유로(42)를 따라 소정간격을 두고 복수개가 배치될 수 있다. 본 실시 예에서는 공기 오리피스(51)는 3개소 배치되고, 냉각수 오리피스(52)는 2개소 배치된 예를 도시하나, 이들의 수는 아래에 설명된 바와 같이 오리피스 본연의 확산효과에 따라 가변될 수 있다.A plurality of air orifices 51 may be disposed at predetermined intervals along the air flow path 41 , and a plurality of cooling water orifices 52 may also be disposed at predetermined intervals along the cooling water flow path 42 . In this embodiment, the air orifice 51 is arranged at three places, and the cooling water orifice 52 is arranged at two places, but the number of these orifices can be varied according to the diffusion effect of the orifice as described below. have.

도 4는 주요 연속주조기를 대상으로 하나의 오리피스를 사용한 경우 냉각수량과 냉각수 오리피스 직경과의 관계를 도시한 도표이다. 본 출원인은 다량의 경험을 바탕으로 오리피스(50)의 직경이 2mm 이내일 경우 노즐막힘이 심하게 발생되었고, 이때의 냉각수량은 5L/min임을 알 수 있었다.4 is a chart showing the relationship between the coolant amount and the coolant orifice diameter when one orifice is used for the main continuous casting machine. Based on a large amount of experience, the present applicant found that when the diameter of the orifice 50 was within 2 mm, nozzle clogging occurred severely, and the amount of cooling water at this time was 5 L/min.

도 5는 본 실시 예의 유로에 배치된 복수개의 오리피스를 도시한 개략도이고, 도 6은 본 실시 예에 따른 확장된 오리피스 사이즈에 따른 필요 오리피스 개수를 도시한 도표이다.5 is a schematic diagram illustrating a plurality of orifices disposed in a flow path according to the present embodiment, and FIG. 6 is a chart showing the required number of orifices according to the expanded orifice size according to the present embodiment.

도 5에 도시된 유로(40)는 공기 유로(41) 또는 냉각수 유로(42)일 수 있고, 오리피스(50)는 공기 오리피스(51) 또는 냉각수 오리피스(52)일 수 있다.The flow path 40 shown in FIG. 5 may be an air flow path 41 or a coolant flow path 42 , and the orifice 50 may be an air orifice 51 or a coolant orifice 52 .

먼저, 오리피스(50)는 수학식 1에 의하여 압력 강하를 유발하며 유동이 소산되며 마치 제트처럼 퍼져서 믹싱효과를 발휘하게 된다.First, the orifice 50 induces a pressure drop according to Equation 1, the flow is dissipated, and spreads like a jet to exert a mixing effect.

[수학식 1][Equation 1]

Figure 112019124471766-pat00003
Figure 112019124471766-pat00003

여기서,

Figure 112019124471766-pat00004
는 오리피스 전후 압력차,
Figure 112019124471766-pat00005
는 밀도, v는 유속, K는 오리피스의 손실계수를 의미하며 노즐마다 다르며 오리피스의 직경이 작을수록 커진다.here,
Figure 112019124471766-pat00004
is the pressure difference before and after the orifice,
Figure 112019124471766-pat00005
where is the density, v is the flow rate, and K is the loss factor of the orifice, which is different for each nozzle. The smaller the diameter of the orifice, the larger it is.

한편, 약냉각의 경우 오리피스의 직경이 작으므로 K가 매우 크며, 막힘이 발생하기 시작하는 오리피스 직경에 해당하는 임계 K를 Kc라고 가정한다.On the other hand, in the case of weak cooling, since the diameter of the orifice is small, K is very large.

만일, 오리피스를 여러 개 사용할 경우 수학식 1은 아래와 같은 수학식 2로 표현할 수 있다.If multiple orifices are used, Equation 1 can be expressed as Equation 2 below.

[수학식 2][Equation 2]

Figure 112019124471766-pat00006
Figure 112019124471766-pat00006

여기서, i는 각 오리피스의 번호이고, N은 전체 오리피스의 개수이다.Here, i is the number of each orifice, and N is the total number of orifices.

직경이 큰 오리피스를 사용하면 Ki는 Kc보다 작을 것이며, 만일 이러한 오리피스를 여러 개 사용하면 전체 K값은 각 Ki값의 합이 된다.If a larger diameter orifice is used, Ki will be less than Kc, and if multiple such orifices are used, the total K value is the sum of each Ki value.

여기서, 전체 K의 합이 Kc와 같을 경우 이를 등가 손실계수라 정의한다.Here, when the sum of all K is equal to Kc, it is defined as an equivalent loss factor.

즉 수학식 3과 같이 Kc와 같을 정도로 직경이 큰 오리피스를 복수개 사용하면 직경이 작은 Kc를 갖는 오리피스 하나를 사용할 경우와 압손 측면에서 동일하게 된다.That is, as in Equation 3, when a plurality of orifices having a diameter equal to Kc are used, it is the same as in the case of using one orifice having a small diameter Kc in terms of pressure loss.

[수학식 3][Equation 3]

Figure 112019124471766-pat00007
Figure 112019124471766-pat00007

일 예로, 오리피스의 직경과 오리피스의 개수는 다음과 같이 구해질 수 있다.For example, the diameter of the orifice and the number of orifices may be obtained as follows.

수학식 2를 정리하면, 유속은 수학식 4와 같이 정의된다.Summarizing Equation 2, the flow rate is defined as Equation 4.

[수학식 4][Equation 4]

Figure 112019124471766-pat00008
Figure 112019124471766-pat00008

유량(Q)는 속도에 면적을 곱한 수학식 5에 의해 정의될 수 있다.The flow rate Q can be defined by Equation 5 multiplied by the area by the velocity.

[수학식 5][Equation 5]

Figure 112019124471766-pat00009
Figure 112019124471766-pat00009

여기서, C는 오리피스 유량계수이고, d는 오리피스의 직경이다.Here, C is the orifice flow coefficient and d is the diameter of the orifice.

전술한 바와 같이, 하나의 오리피스를 사용한 경우 노즐막힘이 발생하는 오리피스의 직경(d1)이 2mm일 때 오리피스의 직경을 d2로 늘릴 경우 등가손실계수를 갖는 오리피스의 개수는 아래와 같이 두 경우 모두 압력차와 유량이 동일하다는 조건에서 수학식 6으로 정의될 수 있다.As described above, when one orifice is used and the diameter (d1) of the orifice where nozzle clogging occurs is 2 mm, when the diameter of the orifice is increased to d2, the number of orifices having an equivalent loss factor is the pressure difference in both cases as follows. It can be defined by Equation 6 under the condition that and the flow rate are the same.

[수학식 6][Equation 6]

Figure 112021034543466-pat00024

Figure 112021034543466-pat00025
Figure 112021034543466-pat00024

Figure 112021034543466-pat00025

여기서, d1은 원 오리피스 직경(하나의 오리피스 사용시), d2는 확장된 오리피스 직경(복수의 오리피스 사용시).where d1 is the diameter of one orifice (when using one orifice), and d2 is the diameter of the expanded orifice (when using multiple orifices).

이를 그래프로 표현한 것이 도 6이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 만일, 오리피스(50)의 확장된 직경(d2)을 2.6mm로 설정하면 요구되는 오리피스의 개수(N)는 3개임을 알 수 있다. 여기서, N은 소수점 첫째자리에서 사사오입하여 얻을 수 있는 자연수.6 is a graphical representation of this. As shown in FIG. 6 , if the expanded diameter d2 of the orifice 50 is set to 2.6 mm, it can be seen that the required number N of orifices is three. Here, N is a natural number obtained by rounding off from the first decimal place.

한편, 도 7에 도시한 바와 같이, 유동의 방향이 급격히 변경할 경우, 즉 노즐 바디(30)에 형성된 분출구(33)의 방향이 유로(40)에서 냉각매체의 이동방향과 수직하게 위치(90도로 굽은 관 형태)되는 경우에는 손실계수 K=0.5정도 되므로 수학식 6은 아래와 같은 수학식 7로 표현낼 수 있다.On the other hand, as shown in FIG. 7 , when the direction of flow is rapidly changed, that is, the direction of the jet port 33 formed in the nozzle body 30 is positioned perpendicular to the moving direction of the cooling medium in the flow path 40 (90 degrees). bent tube type), the loss factor K = 0.5, so Equation 6 can be expressed as Equation 7 below.

[수학식 7]

Figure 112021034543466-pat00026

Figure 112021034543466-pat00027
[Equation 7]
Figure 112021034543466-pat00026

Figure 112021034543466-pat00027

삭제delete

도 8은 수학식 7을 그래프로 도시한 것이다. 이에 따라 유로가 변경된 관이 있는 경우, 오리피스 사이즈에 따라 요구되는 오리피스의 개수를 알 수 있다.8 is a graph showing Equation (7). Accordingly, when there is a pipe with a changed flow path, the number of orifices required according to the orifice size can be known.

이상에서는 특정의 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였다. 그러나 상기한 실시 예에만 한정되지 않으며 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어남이 없이 얼마든지 다양하게 변경 실시할 수 있을 것이다.In the above, specific embodiments have been shown and described. However, it is not limited to the above-described embodiment, and those of ordinary skill in the art to which the invention pertains will be able to make various changes without departing from the spirit of the invention described in the claims below.

10: 세그먼트, 20: 냉각매체 분사장치,
30: 노즐 바디, 31: 공기 유입구,
32: 냉각수 유입구, 33: 분출구,
34: 노즐팁, 40: 유로,
41: 공기 유로, 42: 냉각수 유로,
43: 합류 유로, 44: 혼합 유로,
50: 오리피스, 51: 공기 오리피스,
52: 냉각수 오리피스.
10: segment, 20: coolant injector,
30: nozzle body, 31: air inlet,
32: coolant inlet, 33: outlet,
34: nozzle tip, 40: euro,
41: air flow path, 42: coolant flow path,
43: combined euro, 44: mixed euro,
50: orifice, 51: air orifice,
52: coolant orifice.

Claims (6)

삭제delete 삭제delete 연속주조기 세그먼트에서 주편을 냉각시키는 냉각매체 분사장치로서,
냉각매체를 공급받아 분사하는 노즐 바디;
상기 냉각매체가 이동하도록 상기 노즐 바디 내에 형성된 유로;
상기 유로에 설치되어 상기 냉각매체의 흐름을 가속시키는 오리피스; 및
상기 오리피스는 상기 유로를 따라 소정간격을 두고 복수개 배치되고,
상기 노즐 바디는 상기 냉각매체가 분출되는 분출구를 포함하고,
상기 분출구의 방향은 상기 유로에서 상기 냉각매체의 이동방향과 동일하게 위치되고,
상기 오리피스의 개수(N)는 아래의 수학식을 만족하는 냉각매체 분사장치.
수학식
Figure 112021034543466-pat00028
, 여기서, d1은 원 오리피스 직경(하나의 오리피스 사용시), d2는 확장된 오리피스 직경(복수의 오리피스 사용시), N은 소수점 첫째자리에서 사사오입하여 얻을 수 있는 자연수.
A cooling medium injection device for cooling a cast slab in a continuous casting machine segment, comprising:
a nozzle body receiving and spraying a cooling medium;
a flow path formed in the nozzle body to move the cooling medium;
an orifice installed in the flow path to accelerate the flow of the cooling medium; and
A plurality of orifices are arranged at predetermined intervals along the flow path,
The nozzle body includes an outlet through which the cooling medium is ejected,
The direction of the spout is located in the same direction as the moving direction of the cooling medium in the flow path,
The number (N) of the orifices is a cooling medium injection device that satisfies the following equation.
formula
Figure 112021034543466-pat00028
, where d1 is the diameter of one orifice (when one orifice is used), d2 is the diameter of the expanded orifice (when multiple orifices are used), and N is a natural number obtained by rounding off from the first decimal place.
삭제delete 연속주조기 세그먼트에서 주편을 냉각시키는 냉각매체 분사장치로서,
냉각매체를 공급받아 분사하는 노즐 바디;
상기 냉각매체가 이동하도록 상기 노즐 바디 내에 형성된 유로;
상기 유로에 설치되어 상기 냉각매체의 흐름을 가속시키는 오리피스; 및
상기 오리피스는 상기 유로를 따라 소정간격을 두고 복수개 배치되고,
상기 노즐 바디는 상기 냉각매체가 분출되는 분출구를 포함하고,
상기 노즐 바디는 상기 냉각매체가 분출되는 분출구를 포함하고,
상기 분출구의 방향은 상기 유로에서 상기 냉각매체의 이동방향과 수직하게 위치되고,
상기 오리피스의 개수(N)는 아래의 수학식을 만족하는 냉각매체 분사장치.
수학식
Figure 112021034543466-pat00029
, 여기서, d1은 원 오리피스 직경(하나의 오리피스 사용시), d2는 확장된 오리피스 직경(복수의 오리피스 사용시), N은 소수점 첫째자리에서 사사오입하여 얻을 수 있는 자연수.
A cooling medium injection device for cooling a cast slab in a continuous casting machine segment, comprising:
a nozzle body for receiving and spraying a cooling medium;
a flow path formed in the nozzle body to move the cooling medium;
an orifice installed in the flow path to accelerate the flow of the cooling medium; and
A plurality of orifices are arranged at predetermined intervals along the flow path,
The nozzle body includes an outlet through which the cooling medium is ejected,
The nozzle body includes an outlet through which the cooling medium is ejected,
The direction of the spout is positioned perpendicular to the moving direction of the cooling medium in the flow path,
The number (N) of the orifices is a cooling medium injection device that satisfies the following equation.
formula
Figure 112021034543466-pat00029
, where d1 is the diameter of one orifice (when one orifice is used), d2 is the diameter of the expanded orifice (when multiple orifices are used), and N is a natural number obtained by rounding off from the first decimal place.
제3항 또는 제5항에 있어서,
상기 유로는 공기가 이동하는 공기 유로와, 냉각수가 이동하는 냉각수 유로와, 상기 공기 유로와 상기 냉각수 유로가 합류하는 합류 유로와, 상기 합류 유로에서 혼합된 냉각매체가 이동하는 혼합유로를 포함하고,
상기 오리피스는 상기 공기 유로를 따라 소정간격을 두고 배치된 복수개의 공기 오리피스와, 상기 냉각수 유로를 따라 소정간격을 두고 배치된 복수개의 냉각수 오리피스를 포함하는 냉각매체 분사장치.
6. The method of claim 3 or 5,
The flow path includes an air flow path through which air moves, a cooling water flow path through which cooling water moves, a merging flow path where the air flow path and the cooling water flow path join, and a mixed flow path through which the cooling medium mixed in the merging flow path moves,
wherein the orifice includes a plurality of air orifices spaced apart from each other along the air passage and a plurality of coolant orifices spaced apart from each other along the cooling water passage.
KR1020190158438A 2019-12-02 2019-12-02 Apparatus for spraying cooling medium KR102265199B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190158438A KR102265199B1 (en) 2019-12-02 2019-12-02 Apparatus for spraying cooling medium

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190158438A KR102265199B1 (en) 2019-12-02 2019-12-02 Apparatus for spraying cooling medium

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20210068881A KR20210068881A (en) 2021-06-10
KR102265199B1 true KR102265199B1 (en) 2021-06-15

Family

ID=76378158

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190158438A KR102265199B1 (en) 2019-12-02 2019-12-02 Apparatus for spraying cooling medium

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102265199B1 (en)

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2798553B2 (en) * 1992-05-29 1998-09-17 株式会社いけうち Gas-liquid spray device
KR101597717B1 (en) 2014-08-14 2016-02-25 주식회사 포스코 Injector and operating method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
KR20210068881A (en) 2021-06-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
USRE45093E1 (en) Submerged entry nozzle with installable parts
JPH08168856A (en) Exhaust nozzle for continuous casting
KR102265199B1 (en) Apparatus for spraying cooling medium
JP5422958B2 (en) Metal powder production equipment
KR102312324B1 (en) Apparatus for spraying cooling medium
JP5012305B2 (en) Preventing clogging of spray nozzle for secondary cooling of continuous casting machine
KR101207631B1 (en) An Apparatus for removing scale on surface billet or bloom
JP2013128935A (en) Continuous casting method
JP6762168B2 (en) Gas supply device
JPH08164454A (en) Pouring nozzle for continuous casting apparatus for wide and thin cast slab
JP2006095545A (en) Apparatus and method for cooling metallic material
KR102308297B1 (en) Shroud nozzle for casting
JP3408319B2 (en) Nozzle for casting to prevent drift
JP5082630B2 (en) Secondary cooling water injection method in continuous casting machine
JP2003299988A (en) Jet nozzle and jet method
JPH09164457A (en) Immersion nozzle for continuously casting wide and thin cast slab and continuous casting method
JP6904132B2 (en) Tandish for continuous casting
JP2017217695A (en) Continuous casting method of steel
JPH04309438A (en) Casting device for non-ferrous metal
WO2017212795A1 (en) Gas supply device and continuous casting method for steel
JP2002059248A (en) Method for continuously casting steel
NITZL et al. New Argon Stopper Technology for Slab Casting
JPH04127943A (en) Method for preventing clogging of submerged nozzle for continuous casting
KR101499432B1 (en) Realignment method for spray nozzles of cooling water on continuous casting process
IT201900007190A1 (en) REMOVABLE NOZZLE OR ATOMIZER NOZZLE

Legal Events

Date Code Title Description
GRNT Written decision to grant