KR19980701247A - 턴디시에서 용융 금속 흐름을 조절하는 장치(apparatus for controlling molten metal flow in a tundish) - Google Patents
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Abstract
연속 주조기 턴디시에서 개재물 부유를 향상시키는 흐름조절장치는 충격패드(5)로 부터 하류에 위치된 댐(3)과 턴디시의 출구노즐(2) 사이에 위치된 에너지원(4)을 포함한다. 댐(3)은 충격패드(5)로부터 방출된 유입하는 용융금속흐름을 받아들여서 용융금속흐름을 다중 서브흐름으로 재안내하여 용융금속조의 표면상의 슬래그 커버 쪽으로 비말동반된 개재물을 운반하여서 개재물 부유를 개선한다. 에너지원(4)은 서브흐름에 운동에너지를 저장시키는 수단을 제공하며 슬래그 커버 아래로 통과 횟수를 증가시킴으로써 재개물 부유를 더욱 향상시킨다.
Description
턴디시는 연속 주조기 몰드와 액체강을 주조기에 운반하는데 사용되는 레이들간에 위치된 큰 물통형 용기이다. 턴디시는 턴디시로부터 제품을 형성하는 주조기 몰드내로 흐르는 액체강 저장원을 유지하도록 설계된다. 레이들로부터 연장된 보호판을 통해 용융금속을 턴디시로 전달하는 동안 유입되는 용융금속 흐름은 턴디시 바닥으로부터 상향으로 되튀며 금속조 표면상의 슬래그 커버를 파괴하는 교란된 비등작용을 일으키며 슬래그 커버 입자를 강내에 비말동반시키고 강을 대기에 노출시킨다.
출원인의 미국특허 제 5,169,591 호는 유입되는 레이들 흐름에 의해 발생된 유체흐름의 방향을 역전시키는 모양을 가진 충격 패드를 사용하여 이러한 교란 및 슬래그 비말동반을 극복한다. 이 충격패드는 베이스와 베이스 주변을 따라 상향으로 연장 측벽을 포함한다. 레이들 흐름은 베이스상에 충돌하여 측벽쪽으로 방사하는 유체 흐름을 일으키며, 측벽은 그 내면을 따라 연장되는 언더컷을 포함하며 유체흐름 방향을 유입되는 레이들 흐름쪽으로 역전시킨다. 역전된 유체흐름은 충격패드를 떠나는 유체흐름의 에너지를 분산시켜서 턴디시 내의 표면 교란을 감소시킨다. 또한 역전된 유체흐름은 개재물간의 충돌확률을 증가시켜서 융합 및 더 큰 개재물 입자의 형성을 촉진시킨다. 더 큰 개재물 입자는 더 높은 부력 때문에 더 빠르게 부유한다.
턴디시의 유체 흐름에 대한 연구는 충격패드와 조합으로 추가적인 흐름조절장치를 사용함으로써 강의 미세청결성이 더욱 향상될 수 있다는 발견을 이끌었다. 이러한 새로운 흐름 조절장치는 액체 강조(bath)의 표면상에 부유하는 슬래그 커버쪽으로 개재물 부유를 개선하는 느린 상향 흐름을 발생한다. 이러한 느린 흐름은 감소된 속도로 조의 표면쪽으로 안내되어서 표면의 비등과 슬래그 커버 파괴를 막아준다. 충격 패드로부터 흐르는 강흐름내의 융합된 개재물은 슬래그 커버 쪽으로 운반되어서 흡수되므로 강제품의 미세청결성이 개선된다.
추가적인 흐름 조절 댐과 충격패드같은 턴디시의 여러 부품의 조합은 표면 비등을 일으키는 난류를 감소시킨다. 그러나 이것은 턴디시 하류로 액체강흐름의 필요한 운동에너지 수준도 감소시킨다. 따라서 하류강의 방향 조절이 감소되며 턴디시의 하류지대에서 흐름패턴은 출구흐름에 의해 지배된다. 단부벽 근처, 특히 하류 모퉁이에 있는 턴디시조의 지역은 유체가 흐르지 않게 된다. 이러한 흐르지 않는 영역으로 유체흐름을 안내하기 위해서 불활성 가스 방출기 또는 전자기 교반기와 같은 보조에너지원으로부터 운동에너지가 유체흐름에 전달되어야 한다. 흐름 조절댐을 통해 연장되는 구멍은 유체에 댐을 통과하기에 충분한 운동 에너지를 부여함으로써 흐르지 않는 현상을 감소시킬 수 있다.
보조에너지원은 댐과 턴디시 출구 노즐 사이에 흐름 조절댐으로부터 하류에 위치된다. 이들은 운동에너지 준위와 턴디시에서 액체강의 체류시간을 증가시키고 표면 비등을 일으킴이 없이 느린 상향흐름을 일으킨다. 댐을 통해 연장된 구멍은 댐의 상류 및 하류의 흐름량을 조절한다.
본 발명은 유입하는 용융강 스트림의 충돌영역에 위치된 충격패드를 포함하는 액체 강조(bath)를 받아들이는 연속주조기 턴디시, 특히 개재물 부유를 개선하고 연속 주조강 제품의 미세청결을 개선하는 용융금속흐름 패턴을 제공하는 것에 관계한다.
도 1 은 다중 스트랜드 주조기 턴디시의 흐름조절장치를 보여주는 정면 단면도이다.
도 2 는 흐름조절장치의 댐부위를 보여주는 정면 단면도이다.
도 3 은 흐름조절장치의 댐을 통해 취해진 평면 단면도이다.
도 4 는 흐름조절장치에 의해 발생된 다양한 서브-흐름을 보여주는 턴디시 부위의 등각 투영도이다.
도 5 는 서브-흐름이 턴디시를 통해 움직일 때 속도변화를 보여주는 도 1 의 확대도이다.
도 6 은 단일 스트랜드 주조기 턴디시의 흐름조절장치를 보여주는 정면 단면도이다.
도 7 은 주조기 턴디시의 흐름조절장치의 또다른 구체예이다.
* 부호설명
1...주조기 1a, 1b...단부
2...출구노즐 3...댐
4...에너지원 5, 5A, 5B...충격패드
6...구멍 7...측벽
8...레이들 보호판 9...레이들 흐름
10...언더컷 부위 11...상부 표면
12...강조(steel bath) 13...슬래그 커버
14...수직부재 15...언더컷
16...하류표면 17...레그
18, 18'...구멍 19...모퉁이
19'...단부벽 20...모퉁이
21...가스방출기 21'...불활성 가스흐름
22...측벽 23...교반기
23'...소용돌이 24...출구노즐
25, 26...부위 27, 28...흐름
F1, F2, F3...서브-흐름 F...흐름
D...거리 H...높이
V0-V5...유량
연속 주조기 턴디시 내의 용융강 유체 흐름을 조절함으로써 강제품의 미세청결성을 개선하는 것이 본 발명의 목적이다.
턴디시에 포함된 용융강조에서 부유하는 개재물을 개선함으로써 강제품의 미세청결성을 향상시키는 것도 본 발명의 목적이다.
조의 표면상의 슬래그 커버쪽으로 용융금속흐름을 상향 안내함으로써 개재물 부유를 개선하는 것도 본 발명의 목적이다.
용융강 흐름을 슬래그 커버쪽으로 안내하며 개재물 부유를 개선하기 위해서 턴디시 충격 패드와 조합하여 사용하는 흐름조절 장치를 제공하는 것도 본 발명의 목적이다.
용융강의 연속흐름을 슬래그 커버쪽으로 유지하도록 에너지원을 제공하는 것도 본 발명의 목적이다.
턴디시 하류 모퉁이에서 유체흐름이 없는 현상을 감소시키는 것도 본 발명의 목적이다.
마지막으로 턴디시를 통해 흐르는 용융강의 체류시간을 조절하는 에너지원을 제공하는 것도 본 발명의 목적이다.
본 출원인은 흐름조절댐이 충격 패드로부터 방출된 용융강 흐름을 받아들여 슬래그 커버 쪽을 향해서 하류 방향으로 흐르는 적어도 하나의 서브흐름 및 상기 슬래그 커버를 향해서 상향으로 흐르는 적어도 하나의 서브흐름으로 재안내하도록 하는 모양을 가지는 상부부위를 가지며 상기 충격 패드로부터 하류에 위치됨을 특징으로 하는 턴디시내의 용융강조에서 상기 목적이 달성됨을 발견하였다.
더 청결한 강에 대한 증가된 요구는 강등급의 미세청결성을 향상시키기 위한 방법 및 장치에 대한 지속적인 연구수행을 가져왔다. 당해 분야에서 이러한 노력의 결과중 하나는 본 출원인의 미국특허 5,169,591 에 기재된 유입되는 레이들 흐름에 의해 발생된 유체 흐름을 받아들여 역전시키는 충격 패드의 발견이다. 액체강의 미세청결성이 흐름 역전 패드와 조합으로 추가적인 흐름 조절 장치를 사용하여 더욱 개선될 수 있음이 발견되었다.
도 1 에 제 1 단부(1a) 및 제 2 단부(1b)를 갖는 다중 스트랜드 주조기(1)가 도시된다. 제 1 및 제 2 단부는 반대편에 있으며 도 1 은 출구노즐(2) 근처에서 턴디시 바닥내에 포함된 상이한 에너지원(4)을 보여준다. 그러나 사실상 다중 스트랜드 주조기 턴디시는 각 출구노즐에 인접 위치된 동일한 에너지원(4)을 가질 수 있다. 그러므로 두 단부는 반대편에 있기 때문에 별도의 언급이 없는 한 다음의 기술은 다중 스트랜드 주조기의 두 단부에 대해 적용된다.
도 1 에 도시된 대로 선호된 실시예의 흐름조절장치는 유입하는 레이들 스트림이 충돌하는 턴디시 충격영역에 위치된 흐름역전 턴디시 충격패드(5)와 조합으로 댐(3)과 에너지원(4)을 포함한다. 충격패드(5)는 미국특허 제 5,169,591 호의 도 9 내지 11 에 더욱 상세히 도시된 대로 측벽(7)을 통해 연장되는 두 개의 구멍을 포함한다. 용융강은 레이들(도시 안된)로 부터 연장된 레이들 보호판(8)을 통해 턴디시(1)에 부어지며 유입하는 레이들 스트림(9)에 의해 발생된 유체흐름은 패드의 상부표면(11) 아래로 측벽(7)의 내면을 따라 연장된 언더컷 부위(10)에 의해 수용된다. 언더컷은 유입하는 레이들 스트림(9) 쪽으로 유체 흐름 방향을 역전시켜서 그의 운동에너지가 분산된다. 이것은 도 6 및 도 7 에 더욱 명백히 도시된 바와 같이 표면 교란을 감소시킨다. 역전된 유체흐름은 강흐름 내에 비말동반된 개재물간에 일어날 충돌 가능성을 증가시키므로 개재물은 융합하여 강조의 표면상에 부유하는 슬래그 커버(13) 쪽으로 더욱 빠르게 부유하는 더 큰 입자를 형성시킨다.
흐름조절댐(3)은 충격패드(5)로부터 하류에 위치되며 턴디시(1)의 폭을 따라 적어도 일부가 연장된다. 댐은 상류 표면(16) 및 하류 표면(20)을 갖는 수직부재(14)를 포함한다. 수직부재(14)는 턴디시 바닥에 인접한 하부 부위와는 다른 형상의 상부부위를 포함하며 상부부위는 언더컷(15)을 갖는 상류 레그(17)를 포함한다. 도 2 및 도 3 에 더욱 명백히 도시된 바와 같이 언더컷(15)은 상류 연장 레그(17) 아래로 수직부재(14)의 상부부위를 따라 연장되고 언더컷(15)과 레그(17)는 충격패드의 측벽(7)을 통해 연장되는 구멍(6)으로부터 방출된 용융 금속을 받아들이고 재안내하는 모양을 가진다.
도 3 및 도 4 에 더욱 명백히 도시된 바와 같이 흐름 조절댐은 벽(14)을 통해 연장되는 구멍(18)을 더욱 포함한다. 구멍(18)은 표면(16)으로부터 표면(20)으로 0 내지 30°의 각도(α)로 상향으로 벽(14)을 통해 연장한다. 상향 구멍은 충격패드(5)로부터 유입하는 유체 흐름의 일부를 조의 표면에서 상향으로 슬래그 커버(13)쪽으로 재안내한다.
구멍은 복합각도(θ)로 벽(14)을 통해 연장할 수 있다. 복합각도의 구멍(18')은 60°까지의 외향 각도와 조합으로 0 내지 30°의 상향각도(α)를 포함한다. 외향 각도는 턴디시 측벽(22) 쪽으로 조정된다. 각도(θ)는 구멍마다 다를 수 있으며 구멍(18)과 구멍(18')의 조합이 사용되어 특정 턴디시의 흐름을 미세하게 조절 할 수 있다. 복합 각도의 구멍(18')은 턴디시의 하류 모퉁이(19) 쪽으로 외향으로 뿐만 아니라 슬래그 커버(13)쪽으로 상향으로 유입하는 유체 흐름의 일부를 재안내한다. 하류 모퉁이는 보통 턴디시내의 데드 볼륨 영역이며 장치에 의해 발생된 흐름이 턴디시 단부벽(19')에서 개선된 흐름 패턴을 제공한다.
구멍(18) 및 구멍(18')의 피치는 구멍에 의해 생성된 서브흐름의 방향 조절을 개선하기 위해서 변할 수 있다.
서브흐름은 흐름(F)을 더 작은 부분으로 세분해서 발생된 하나 이상의 더 작은 흐름이다. 만약 구멍(18, 18')이 특정 턴디시에 대해 적절하게 놓인다면 결과의 서브흐름은 용융강의 느린 세척과 함께 단부벽(19')을 범람하여서 하류 모퉁이(19)에 있는 데드볼륨 지대를 감소 또는 제거할 것이다.
도 1 에서 적어도 하나의 에너지원(4)이 노즐(2)과 댐(3)간에 위치된다. 에너지원은 현재의 흐름 조절장치에 의해 발생된 서브흐름의 운동에너지 준위를 증가시킬 수 있는 공지 수단을 포함할 수 있다. 예컨대, 턴디시(1)의 제 1 단부(1a)는 가스 발생기(21)를 포함한다. 이러한 장치는 불활성 가스 흐름(21')을 강조(12)에 주입함으로써 턴디시의 서브흐름의 방향을 바꿀 수 있다. 그러나 턴디시(1)의 제 2 단부(1b)는 전자기 교반기(4)를 가지는 것으로 도시된다. 이러한 장치는 강조(12)내에서 느린 상향 소용돌이(23')를 발생하여서 서브흐름의 속도를 변화시킬 수 있다.
흐름 역전 충격패드는 액체 강조내에 비말동반된 개재물간에 충돌을 일으키며 이러한 충돌은 더 양호한 부유성을 가지는 더 큰 부력의 더 큰 입자를 생성시킨다. 그러나, 이러한 바람직하지 않은 개재물에 대한 부유 조건을 개선하기 위해서 불순물을 강조의 표면쪽으로 밀어내어 거기에서 불순물이 조의 표면상에 부유하는 슬래그 커버내에 포함되게 하는 것이 필요하다. 이를 위해 흐름조절댐(3)이 충격패드(5)로 부터 하류에 있는 충격패드의 개방단부(6)로 부터 방출되는 범람흐름(F)의 대부분을 포획할 장소에 위치된다. 벽(14)의 상류 표면은 유입하는 범람흐름(F)을 포획하여 기를 꺾고 구멍(18), 언더컷(15) 및 상류 연장 레그(17)는 기가 꺾인 흐름(F)을 3개의 서브흐름으로 분할한다. 주하류 서브흐름(F1), 역전된 상류 서브흐름(F2) 및 하류외향 서브흐름(F3)은 모퉁이(19) 쪽으로 향한다. 주서브 흐름(F1)은 최고의 흐름부피를 가지며 서브흐름(F3)은 최저의 흐름부피를 가진다.
댐의 레그(14)를 통해 연장되는 모든 구멍의 조합된 단면적, 턴디시 바닥으로부터 구멍의 거리 및 구멍의 피치는 서브흐름(F1, F2, F3)의 흐름 부피를 결정한다. 예컨대, 턴디시 바닥으로부터 짧은 거리와 작은 각도(α)를 가지는 큰 구멍은 많은 F3 서브흐름 부피를 발생시키고 F1 및F2 서브흐름 부피를 감소시킨다. 역으로 턴디시 바닥으로부터 더 먼 거리를 갖는 더 작은 구멍은 F3 서브흐름 부피를 감소시키고 더 많은 F1 및 F2 서브흐름 부피를 발생시킨다. 그러므로 구멍의 직경(d), 각도(α 및 θ), 및 턴디시 바닥으로부터 구멍의 높이를 적절히 조절함으로써 넓은 범위의 흐름조절이 조절유체 흐름패턴에 대해 제공되어 다양한 주조조건을 충족시킬 수 있다. 추가로, 댐(3)과 상류 충격패드간의 거리(D)가 증가 또는 감소될 때 레그(14)의 높이(H)를 증가 또는 감소시켜 유체흐름 조절이 될 수 있다. 댐(3)의 상류 레그(17)의 길이(L) 및/또는 각도가 조절되어서 턴디시내의 유체흐름 패턴을 조절하는 또다른 수단을 제공한다.
도1, 도2 및 도5에서 유입하는 레이들 스트림(9), 흐름(F) 및 서브흐름(F1-F3)의 속도가 V0 내지 V5 크기로 측정되는데, V5는 최고의 흐름부피이며 V0는 측정 가능한 흐름부피가 없다. 레이들 스트림(9)은 V5의 흐름부피로 턴디시에 부어져서 충격패드(5)의 베이스상에 충돌하며 언더컷(10)에 의해 역전되어서 기가 꺾인다. 흐름(F)이 측벽(7)을 통해 연장된 개방 단부(6)로 부터 방출되고 약 V4의 흐름 부피로 댐(3)쪽으로 흐른다. 흐름(F)은 댐(3)의 상류표면(16)상에 충돌하여 더욱 기가 꺾여서 구멍(18, 18'), 언더컷(15) 및 상류 레그(17)에 의해서 서브흐름(F1, F2, F3)으로 분할된다.
언더컷(15)과 레그(17)는 함께 작동하여 흐름(F)의 일부를 약 V3의 흐름 부피를 갖는 부분적으로 역전된 흐름으로 상향으로 재안내하며 부분적으로 역전된 흐름은 서브흐름(F1, F2)으로 더욱 분할된다. 서브흐름(F2)은 V1과 V2간의 흐름부피로 상류 방향으로 흐른다. 서브흐름(F2)은 슬래그 커버(13) 바로 아래에서 상류로 흐른다. 서브흐름(F2)은 비말동반된 개재물의 일부를 함께 운반하여 개재물이 슬래그 커버 아래를 통과할 때 부유 가능성을 증가시킨다.
서브흐름(F2)은 유입하는 레이들 스트림(9)의 힘에 의해서 하향으로 당겨지며 서브흐름(F2) 내의 나머지 개재물은 레이들 스트림(9)으로 재순환된다. 이러한 나머지 개재물에 융합한 추가 가능성이 주어져 더 큰 입자로 되어서 이들의 부유성이 증가된다. 이러한 방식으로 슬래그 커버(13) 아래로 통과하는 동안 부유하는데 실패한 미세 개재물이 F/F2 루우프를 경유해 충격패드(5)를 통한 반복된 사이클을 받는다. 이것은 조의 표면에서 슬래그 커버로 부유한 기회를 크게 증가시킨다.
주 서브흐름(F1)은 V1 내지 V2의 흐름부피로 레그(17) 위에서 하향으로 세척된다. 더 느리게 흐르는 F1 일부는 댐(3) 위를 통과하며 부호(24)로 도시된 대로 출구 노즐 쪽으로 당겨진다. 서브흐름(F1)의 더 빠르게 흐르는 부위(25)는 표면 교란 및/또는 슬래그 커버 파괴를 야기하지 않을 V2 보다 작은 흐름 부피로 슬래그 커버(13) 쪽을 향해서 상향으로 안내된다. 서브흐름(F1) 역시 약 V1 내지 V2의 흐름부피로 슬래그 커버(13) 아래에 비말동반된 개재물을 운반함으로써 슬래그 커버(13)로의 개재물 부유를 향상시킨다. 흐름부피가 V1 아래로 떨어질 때 부위(25)는 출구 노즐쪽을 향해서 하향으로 당겨지고 부호(26)에 도시된 대로 부위(24)와 섞인다. 이 순간에 서브흐름(F1)은 출구노즐(2)을 통해서 주조기 몰드로 방출되거나 보조에너지원(4)이 운동에너지를 조의 표면쪽을 향해서 추가적인 상향 서브흐름(F1')을 생성하는 서브흐름(F1)에 전달하여서 슬래그 커버(13) 아래의 또다른 통과물상에 비말동반된 나머지 개재물을 운반함으로써 슬래그 커버로의 개재물 부유를 향상시킨다.
에너지원(4)은 당해분야에서 공지된 적당한 수단을 포함할 수 있다. 설명을 목적으로 본 출원인은 단부(1a)에 가스 발생기(21)와 단부(1b)에 전자기 교반기(23)를 도시하였다. 에너지원(4)은 댐(3)과 노즐(2) 사이에 위치되어 약 V2의 흐름부피를 갖는 상향흐름을 제공한다. 이러한 상향흐름은 슬래그 커버(13)쪽으로 향해서 상향으로 서브흐름(F1)의 부위(26)를 재안내할 수 있다. 서브흐름(F1')의 새로운 상향흐름은 상류흐름(27)과 하류흐름(28)으로 분할된다. 두 흐름(27, 28)은 약 V1의 흐름부피로 슬래그 커버(13) 아래에서 느리게 흐르며 슬래그 커버 바로 아래에 나머지 비말동반된 개재물을 운반하여 또다른 시간 동안 슬래그 커버(13)로의 개재물 부유를 향상시킨다. 상류흐름(27)은 약 V1의 흐름 부피로 조의 표면을 향해서 비말동반된 개재물을 운반하며 이후에 재순환 루우프(26/27)를 형성하는 턴디시 바닥쪽으로 떨어진다는 점에서 서브흐름(F2)과 유사한 방식으로 흐른다. 흐름(27)이 슬래그 커버 아래에 흐를 때 부유하지 못한 많은 개재물은 원형 루우프 속으로 하향으로 끌려서 서브흐름(F1)의 떨어지는 부위(26)에서 나온 나머지 유입 개재물과 충돌한다. 이러한 방식으로 대개의 남아있는 개재물에 융합할 반복된 기회가 주어져서 더 큰 입자를 형성하므로 이들의 부유성이 더욱 향상된다.
하류흐름(28) 역시 약 V1의 흐름 부피로 슬래그 커버(13) 아래에 흘러서 흐름 내에 비말동반된 남아있는 개재물을 부유시킨다. 흐름(28)은 출구 노즐 쪽으로 당겨져서 많은 부분의 액체 강이 출구노즐(2)을 통해 주조기 몰드로 방출되는 턴디시 바닥에 떨어진다.
서브흐름(F3)은 약 V1 내지 V2의 흐름 부피로 구멍(18, 18')으로 부터 하향으로 방사한다. 구멍(18')의 복합 각도는 턴디시의 하류 모퉁이(19)와 슬래그 커버(13)쪽으로 서브흐름을 안내한다. 서브흐름(F3)은 약 V1 의 흐름 부피로 슬래그 커버(13) 바로 아래의 하류 경로상의 일부 비말동반된 개재물을 운반하지만 흐름(F3)의 주기능은 단부벽(19') 및 단부벽 모퉁이(19)를 부드럽게 세척해서 데드볼륨 영역의 정체를 감소시킨다.
서브흐름이 슬래그 커버(13) 쪽으로 안내될 때마다 개재물 부유는 증가되며 강제품의 미세청결성이 향상된다. 그러나 각 턴디시는 고유한 흐름 특성을 가지는 것으로 알려진다. 에너지원의 배치뿐만 아니라 댐의 위치 및 크기도 고유 흐름 특성에 의해 결정된다. 더 효과적이도록 본 흐름 조절장치는 각 턴디시의 고유한 주조 조건에 맞게 조절되어야 한다. 이런 방식으로 더 우월한 개재물 부유 결과가 달성될 수 있다. 예컨대, 주조속도, 턴디시 바닥위로의 레이들 보호판 높이, 턴디시 벽의 모양 및 경사도 및 충격패드 설계가 턴디시내의 유체흐름 패턴에 영향을 주는 몇가지 인자이다.
도 6 에서 턴디시 흐름조절 장치의 제 2 실시예가 단일 스트랜드 주조기(1A)에 도시된다. 제 2 실시예는 턴디시의 폭을 따라 적어도 일부가 연장된 댐(3)과 에너지원은 측벽(7)을 통해 연장된 구멍(6)을 갖는 턴디시 충격패드(5A)와 조합으로 포함한다. 충격패드(5A)는 미국특허 제 5,169,591 호에 더 상세히 도시된다.
유입하는 레이들 스트림(9)에 의해서 발생된 유체 흐름은 충격패드(5A)의 언더컷 부위(10)에 의해 수용된다. 언더컷(10)은 측벽(7)의 내면을 따라 상부 표면(11) 아래에 연장되며 상부 표면(11)은 충격패드의 3개의 면을 따라 연장된다. 언더컷은 유입하는 유체 흐름을 역전시키고 기를 떨어뜨려서 다중 스트랜드 주조기 턴디시(1)에 대해서 기술된 바대로 표면 교란을 감소시킨다.
제 2 실시예의 흐름 조절댐(3)은 충격패드(5A)로 부터 하류에 위치되며 댐(3)은 상류 표면(16) 및 하류 표면(20)을 가지는 수직벽(14), 언더컷(15) 및 상류 연장 레그(17)를 포함한다. 언더컷(15) 및 레그(17)는 충격패드(5A)의 개방단부(6)로부터 방출된 흐름(F)을 받아들여 방향을 바꾸는 모양을 가진다. 그러나 언더컷(15)이 경사진 평탄면으로 도시될지라도 곡면과 같은 적당한 구성이 흐름(F)의 방향을 바꾸도록 사용될 수 있다.
다중 주조기 턴디시(1)에 대해 기술된 바와 같이 댐(3)은 유입 흐름(F)을 포착하여 3개의 서브흐름으로 분할한다. 주하류 서브흐름(F1)은 3개의 서브흐름 중에서 최고의 흐름 부피를 가지며 상류 서브흐름(F2) 및 하류 외향 서브흐름(F3)은 더 낮은 흐름 부피를 가진다. 3개의 서브흐름은 턴디시(1)에 대해 기술된 것과 유사 방식으로 흐르며 에너지원(4)은 댐(3)과 턴디시 노즐(2) 사이에 위치되어 새로운 서브흐름(F1')을 제공한다.
도 7 에서본 턴디시 흐름 조절장치의 또다른 실시예가 다중 스트랜드 주조기(1B)에서 사용하기 위해 도시된다. 이 제 3 실시예는 연속 측벽(7)을 갖는 턴디시 충격 패드(5B)와 조합으로 댐(3)과 에너지원(4) (도시 안된)을 포함한다.
유입하는 레이들 스트림(9)에 의해 발생된 유체 흐름은 충격패드(5B)의 언더컷 부위(10)에 의해 받아들여진다. 언더컷(10)은 측벽(7)의 내면을 따라 상부표면(11) 아래에 연장되며 표면(11)은 충격패드의 전체 변두리를 따라 연장된다. 언더컷은 유입하는 유체흐름을 역전시키고 기를 꺾지만 두 개의 이전 실시예와 같은 명백히 한정된 경로로 흐름(F)을 안내하지는 않는다.
제 3 실시예의 댐(3)은 충격패드(5B)로 부터 하류에 위치되며 댐(3)은 턴디시(1B)의 폭을 따라 적어도 일부 연장된다. 댐은 충격패드(5B)로 부터 방출된 기가 꺾인 흐름(F)의 일부를 받아들이기 위한 언더컷 부위(15) 및 상류 연장레그(17)를 갖는 측벽(14)을 포함한다. 그러나 앞선 두 개의 측벽(7)을 통해 연장되는 적어도 하나의 구멍을 가지는 실시예와는 다르게 충격패드(5B)의 전체 변두리를 따라 연장되는 연속 측벽(7)이 흐름(F)의 방향을 안내하지 못한다. 댐(3)의 표면(16)은 충격패드(5B)로부터 방출된 흐름(F)의 일부를 포착한다. 기껏해야 흐름(F)이 두 개의 서브흐름으로 분할됨이 물 모델 테스트로부터 나타났다. 주하류 흐름(F1)과 더 작은 하류 서브흐름(F3)이 턴디시의 모퉁이(19) 쪽으로 향한다. 이 실시예를 두 개의 선호된 실시예의 도면과 비교함으로써 알 수 있듯이 댐(3)이 충격패드(5B)와 조합으로 사용될 때 서브흐름(F2)은 제거되고 충격패드 영역을 통해 나머지 개재물을 재순환하기 위한 루우프 F/F2는 더 이상 존재하지 않으므로 개재물 부유 기회는 감소된다. 따라서, 제 3 실시예에 의해 생성된 연속 주조강 제품은 도 1 및 도 6 에 도시된 실시예를 사용하여 제조된 제품보다 덜 청결한다.
Claims (61)
- a) 충격패드로 부터 방출된 용융금속 흐름을 받아들여서 액체강조(bath)상에 부유하는 슬래그 커버쪽을 향해 적어도 하나의 서브흐름의 방향을 재안내하는 모양을 가지는 상부 부위, 그리고b) 상향각도(α)와 외향각도(θ)를 포함하는 복합 각도로 댐을 통해 연장되는 적어도 하나의 구멍을 포함하는 충격패드로부터 하류에 위치된 댐을 포함하는 액체 강조 포함 연속 주조기 턴디시에서 충격패드와 함께 사용하는 흐름조절장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 상부 부위가 상류 연장 레그를 포함함을 특징으로 하는 장치.
- 제 2 항에 있어서, 상기 상부부위가 상기 상류 연장레그 아래에 언더컷을 포함하며 상기 언더컷이 상기 용융 금속의 흐름을 상기 슬래그 커버쪽으로 향해 적어도 하나의 서브흐름으로 방향을 재안내함을 특징으로 하는 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 상향 각도(α)가 상기 슬래그 커버쪽을 향해서 적어도 하나의 서브흐름을 안내하며 상기 외향각도(θ)가 상기 연속 주조기 턴디시의 하류 모퉁이 쪽을 향해서 적어도 하나의 흐름을 외향으로 안내함을 특징으로 하는 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 상향 각도(α)가 0 내지 30°이며 상기 외향각도(θ)가 0 내지 60°임을 특징으로 하는 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 댐의 상기 상부 부위가 적어도 하나의 서브흐름을 상기 충격패드 쪽으로 상류 방향으로 재안내함을 특징으로 하는 장치.
- 댐을 포함하는 액체강조 포함 연속 주조기 턴디시에서 충격패드와 함께 사용하는 흐름조절장치로서, 댐은 상부 부위 및 상기 상부 부위와 대향하는 하부 부위를 포함하는 상기 충격패드로부터 하류에 위치되며, 상기 상부부위는 상기 충격패드로 부터 방출된 용융금속 흐름을 받아들여서 상기 액체 강조상에 부유하는 슬래그를 향해서 하류 방향으로 흐르는 적어도 하나의 서브흐름과 상기 슬래그를 향해서 상류 방향으로 흐른 적어도 하나의 서브흐름으로 방향을 재안내하도록 상기 하부부위와 다른 모양을 가지는 흐름조절장치.
- 제 7 항에 있어서, 상기 상부 부위가 상류 연장 레그를 포함함을 특징으로 하는 흐름조절장치.
- 제 8 항에 있어서, 상기 상부부위가 상기 역류 연장 레그 아래에 언더컷을 포함하며 상기 언더컷은 상기 용융 금속흐름을 상기 슬래그 커버쪽을 향해서 상기 적어도 하나의 서브흐름으로 방향을 재안내하도록 하는 모양을 가짐을 특징으로 하는 장치.
- 제 7 항에 있어서, 상기 댐의 상기 상부 부위가 적어도 하나의 서브흐름을 상기 충격패드쪽으로 상류 방향으로 방향을 재안내함을 특징으로 하는 장치.
- 제 7 항에 있어서, 상기 댐에 의해 받아들여지는 상기 용융금속을 방출하는 상기 충격패드가 유입하는 레이들 스트림이 충돌하는 표면을 가지는 베이스, 상기 베이스를 노출시키도록 하는 주변 상부 표면 및 상기 베이스 주변을 따라 상향으로 연장된 측벽을 포함하며, 상기 측벽은 상기 베이스와 상기 주변 상부표면 사이에 연장되며 상기 주변 상부 표면 아래에 연속으로 연장되는 언더컷을 가지는 내부표면을 포함하며, 상기 언더컷은 상기 유입하는 레이들 스트림에 의해 발생된 액체강의 방향을 상기 레이들 스트림 쪽으로 역전시키는 모양을 가짐을 특징으로 하는 장치.
- 제 7 항에 있어서, 상기 댐이 상기 댐을 통해 연장되는 적어도 하나의 구멍을 포함하여서 상기 슬래그 커버 쪽으로 향해서 상기 용융금속 흐름을 적어도 하나의 서브흐름으로 방향을 재안내함을 특징으로 하는 장치.
- 제 12 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 구멍이 상향각도(α)로 상기 댐을 통해 연장됨을 특징으로 하는 장치.
- 제 13 항에 있어서, 상기 상향각도(α)가 0 내지 30°임을 특징으로 하는 장치.
- 제 12 항에 있어서, 상기 슬래그 커버쪽을 향해서 상기 적어도 하나의 서브흐름을 안내하는 상향각도(α)와 상기 연속 주조기 턴디시의 하류 모퉁이 쪽을 향해서 외향으로 적어도 하나의 서브흐름을 안내하는 상기 연속 주조기 턴디시의 측벽을 향하는 외향 각도(θ)를 포함한 복합각도로 상기 댐을 통해 연장되는 적어도 하나의 구멍을 가지는 장치.
- 제 15 항에 있어서, 상기 상향 각도(α)가 0 내지 30°이며 상기 외향각도(θ)가 0 내지 60°임을 특징으로 하는 장치.
- 제 1 항 또는 7 항에 있어서, 상기 연속 주조기 턴디시에 상기 댐과 출구 노즐 사이에 위치된 적어도 하나의 에너지원을 갖는 장치.
- 제 17 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 에너지원이 가스발생기임을 특징으로 하는 장치.
- 제 17 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 에너지원이 전자기 교반기 임을 특징으로 하는 장치.
- 제 17 항에 있어서, 상기 상부부위가 상류 연장 레그를 포함함을 특징으로 하는 장치.
- 제 20 항에 있어서, 상기 상부 부위가 상기 상류 연장 레그 아래에 언더컷을 포함하며, 상기 언더컷이 상기 슬래그 커버쪽을 상기 용융 금속 흐름을 적어도 하나의 서브흐름으로 방향을 안내하는 모양임을 특징으로 하는 장치.
- 제 17 항에 있어서, 상기 댐이 상기 댐을 통해 연장된 적어도 하나의 구멍을 포함하여 상기 슬래그 커버쪽을 향해서 상기 용융금속흐름을 적어도 하나의 서브흐름으로 방향을 안내함을 특징으로 하는 장치.
- 제 22 항에 있어서, 상기 구멍이 상기 댐을 통해 상향각도(α)로 연장됨을 특징으로 하는 장치.
- 제 23 항에 있어서, 상기 상향 각도(α)가 0 내지 30°임을 특징으로 하는 장치.
- 제 22 항에 있어서, 상기 슬래그 커버쪽을 향해서 상기 적어도 하나의 서브 흐름을 안내하는 상향각도(α)와 상기 연속 주조기 턴디시의 하류 모퉁이 쪽으로 적어도 하나의 서브흐름을 외향으로 안내하는 상기 연속주조기 턴디시의 측벽을 향하여 외향각도(θ)를 포함하는 복합각도로 상기 댐을 통해 연장된 적어도 하나의 구멍을 갖는 장치.
- 제 24 항에 있어서, 상기 상향각도(α)가 0 내지 30°이며 상기 외향각도(θ)가 0 내지 60°임을 특징으로 하는 장치.
- 제 17 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 에너지원이 에너지를 제공하여 상기 슬래그 커버쪽을 향해서 적어도 하나의 서브흐름을 하류 방향으로 안내하며 상기 슬래그 커버쪽을 향해서 상기 적어도 하나의 서브흐름을 상류 방향으로 안내함을 특징으로 하는 장치.
- 상류 충격패드로부터 방출된 용융금속 흐름을 받아들이기 위해서 하류에 위치되며, (a) 상기 용융금속 흐름을 다중 서브흐름으로 분할하는 모양을 가지며 상기 용융금속조로 부터 상기 슬래그 커버로의 개재물 부유를 개선하기 위해서 슬래그 커버 아래로 흐르도록 상향으로 상기 다중 서브흐름중 적어도 하나를 안내하는 상부부위, 그리고 (b) 상향각도(α)와 외향각도(θ)를 포함하는 복합각도로 댐을 통해 연장된 적어도 하나의 구멍을 포함한 댐을 포함하며 용융 금속조내에 비말동반된 개재물의 개선된 흐름조절장치를 가지는 연속 주기 턴디시.
- 제 28 항에 있어서, 상기 상부 부위가 상기 슬래그 커버 아래에 통과하여 상기 개재물 부유를 향상시키도록 상기 다중 서브흐름중 적어도 하나를 상향으로 안내할 상류 연장 레그를 포함함을 특징으로 하는 턴디시.
- 제 29 항에 있어서, 상기 상부 부위가 상기 상류 연장 레그 아래에 언더컷을 포함하고 상기 언더컷은 상기 슬래그 커버 아래에 통과하여 상기 개재물 부유를 향상시키도록 상기 다중 서브흐름중 적어도 하나를 상향으로 안내하는 모양임을 특징으로 하는 턴디시.
- 제 28 항에 있어서, 상기 댐의 상기 상부 부위는 상류 방향인 상기 다중 서브흐름 중 적어도 하나를 상기 충격패드에 안내함을 특징으로 하는 턴디시.
- 제 28 항에 있어서, 상기 댐에 의해 받아들여진 상기 용융금속 흐름을 방출하는 상기 충격패드는 유입하는 레이들 스트림이 충돌하는 표면을 가지는 베이스, 상기 베이스를 노출시키는 주변 상부표면 및 상기 베이스의 주변을 따라 상향으로 연장되는 측벽을 포함하며, 상기 측벽은 상기 베이스와 상기 주변 상부표면 사이에 연장하며 상기 주변 상부 표면 아래에 연속으로 연장된 언더컷을 갖는 내부표면을 포함하며, 상기 언더컷은 상기 유입하는 레이들 스트림에 의해 발생된 액체강 흐름 방향을 상기 레이들 스트림 방향으로 역전시키는 모양을 가짐을 특징으로 하는 턴디시.
- 제 28 항에 있어서, 상기 상향각도(α)는 적어도 하나의 서브흐름을 상기 슬래그 커버 쪽으로 안내하여 상기 개재물 부유를 향상시키며 상기 외향각도(θ)는 적어도 하나의 서브흐름을 상기 연속 주조기 턴디시의 적어도 하나의 단부벽 모퉁이 쪽으로 외향으로 안내하여서 상기 적어도 하나의 단부벽 모퉁이에서 데드 볼륨영역을 감소시킴을 특징으로 하는 턴디시.
- 제 33 항에 있어서, 상기 상향각도(α)가 0 내지 30°이며 상기 외향각도(θ)가 0 내지 60°임을 특징으로 하는 턴디시.
- i) 슬래그 커버 아래에 흘러서 용융금속으로 부터 슬래그 커버로의 개재물 부유를 향상시키기 위해서 상향으로 하류가 안내되는 적어도 하나의 서브흐름, 그리고ii) 슬래그 커버 아래에 흘러서 용융금속으로 부터 슬래그 커버로의 개재물 부유를 향상시키기 위해서 상향으로 상류가 안내되는 적어도 하나의 서브흐름을 포함하는 다중 서브흐름으로 용융금속 흐름을 분할시키도록 하부 부위와는 모양이 다른 상부 부위와 턴디시 바닥에 인접하며 상기 상부부위와 마주하는 하부부위를 가지며, 상류 충격 패드로부터 방출된 용융금속 흐름을 받아들이기 위해서 하류에 위치된 댐을 포함하여 용융금속내에 비말동반된 개재물의 부유를 개선시키는 흐름조절장치와 용융금속을 받아들일 바닥 및 측벽을 가지는 연속주조기 턴디시.
- 제 35 항에 있어서, 상기 상부 부위가 상기 슬래그 커버 아래에 통과하여 상기 개재물 부유를 향상시키도록 상기 다중 서브흐름중 적어도 하나를 상향으로 안내할 상류 연장 레그를 포함함을 특징으로 하는 턴디시.
- 제 36 항에 있어서, 상기 상부 부위가 상기 상류 연장 레그에 아래에 언더컷을 포함하고 상기 언더컷은 상기 슬래그 커버 아래에 통과하여 상기 개재물 부유를 향상시키도록 상기 다중 서브흐름중 적어도 하나를 상향으로 안내하는 모양임을 특징으로 하는 턴디시.
- 제 35 항에 있어서, 상기 댐의 상기 상부 부위는 상류 방향인 상기 다중 서브흐름중 적어도 하나를 상기 충격 패드에 안내함을 특징으로 하는 턴디시.
- 제 35 항에 있어서, 상기 댐에 의해 받아들여진 상기 용융 금속 흐름을 방출하는 상기 충격 패드는 유입하는 레이들 스트림이 충돌하는 표면을 가지는 베이스 상기 베이스를 노출시키는 주변 상부표면 및 상기 베이스의 주변을 따라 상향으로 연장되는 측벽을 포함하며, 상기 측벽은 상기 베이스와 상기 주변 상부표면 사이에 연장하며 상기 주변 상부표면 아래에 연속으로 연장된 언더컷을 갖는 내부 표면을 포함하며, 상기 언더컷은 상기 유입하는 레이들 스트림에 의해 발생된 액체강 흐름 방향을 상기 레이들 스트림 방향으로 역전시키는 모양을 가짐을 특징으로 하는 턴디시.
- 제 35 항에 있어서, 상기 댐이 상기 개재물 부유를 향상시키도록 상기 슬래그 커버 쪽으로 향해서 상기 용융금속 흐름을 적어도 하나의 서브흐름 방향으로 안내하기 위해서 상기 댐쪽으로 연장된 적어도 하나의 구멍을 포함함을 특징으로 하는 턴디시.
- 제 40 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 구멍이 상기 댐을 통하여 상향각도(α)로 연장됨을 특징으로 하는 턴디시.
- 제 41 항에 있어서, 상기 상향각도(α)가 0°내지 30°임을 특징으로 하는 턴디시.
- 제 40 항에 있어서, 적어도 하나의 구멍이 상기 개재물 부유를 개선하도록 상기 슬래그 커버쪽으로 적어도 하나의 서브흐름을 안내할 상향각도(α), 및 상기 적어도 하나의 단부벽 모퉁이에 있는 데드볼륨을 감시시키도록 상기 연속 주조기 턴디시의 적어도 하나의 단부벽 모퉁이 쪽으로 적어도 하나의 서브흐름을 외향으로 안내할 상기 연속 주조기 턴디시의 측벽을 향하는 외향각도(θ)를 포함하는 복합각도로 상기 댐을 통해 연장됨을 특징으로 하는 턴디시.
- 제 43 항에 있어서, 상기 상향각도(α)가 0 내지 30°이며 상기 외향각도(θ)가 0 내지 60°임을 특징으로 하는 턴디시.
- 제 27 항 또는 35 항에 있어서, 상기 연속 주조기 턴디시에서 상기 댐과 출구노즐 사이에 위치된 적어도 하나의 에너지원을 가지는 턴디시.
- 제 45 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 에너지원이 가스 발생기임을 특징으로 하는 턴디시.
- 제 45 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 에너지원이 전자기 교반기임을 특징으로 하는 턴디시.
- 제 45 항에 있어서, 상기 상부 부위가 상기 슬래그 커버 아래에 통과하여 상기 개재물 부유를 향상시키도록 상기 다중 서브흐름중 적어도 하나를 상향으로 안내할 상류 연장 레그를 포함함을 특징으로 하는 턴디시.
- 제 48 항에 있어서, 상기 상부 부위가 상기 상류 연장 레그 아래에 언더컷을 포함하고 상기 언더컷은 상기 슬래그 커버 아래에 통과하여 상기 개재물 부유를 향상시키도록 상기 다중 서브흐름중 적어도 하나를 상향으로 안내하는 모양임을 특징으로 하는 턴디시.
- 제 45 항에 있어서, 상기 댐이 상기 개재물 부유를 향상시키도록 상기 슬래그 커버쪽을 향해서 상기 용융금속 흐름을 적어도 하나의 서브흐름 방향으로 안내하기 위해서 상기 댐쪽으로 연장된 적어도 하나의 구멍을 포함함을 특징으로 하는 턴디시.
- 제 50 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 구멍이 상기 댐을 통하여 상향각도(α)로 연장됨을 특징으로 하는 턴디시.
- 제 51 항에 있어서, 상기 상향각도(α)가 0°내지 30°임을 특징으로 하는 턴디시.
- 제 45 항에 있어서, 적어도 하나의 구멍이 상기 개재물 부유를 개선하도록 상기 슬래그 커버쪽으로 적어도 하나의 서브흐름을 안내할 상향각도(α) 및 상기 적어도 하나의 단부벽 모퉁이에 있는 데드볼륨을 감시시키도록 상기 연속 주조기 턴디시의 적어도 하나의 단부벽 모퉁이 쪽으로 적어도 하나의 서브흐름을 외향으로 안내할 상기 연속 주조기 턴디시의 측벽을 향하는 외향각도(θ)를 포함하는 복합각도로 상기 댐을 통해 연장됨을 특징으로 하는 턴디시.
- 제 53 항에 있어서, 상기 상향각도(α)가 0 내지 30°이며 상기 외향각도(θ)가 0 내지 60°임을 특징으로 하는 턴디시.
- 상향각도(α)와 외향각도(θ)를 가지는 복합 각도로 댐을 통해 연장된 적어도 하나의 구멍을 포함하여 턴디시 충돌 영역으로부터 용융금속 흐름을 받아들이는 댐을 포함하는 액체강조 포함 연속 주조기 턴디시에서 사용하는 흐름조절장치.
- 제 55 항에 있어서, 상기 상향각도(α)는 0 내지 30°이며 상기 외향각도(θ)는 0 내지 60°임을 특징으로 하는 장치.
- 제 55 항에 있어서, 상기 댐이 상부 부위와 상기 상부 부위에 대향하는 하부부위를 포함하며, 상기 상부 부위는 상기 용융금속 흐름을 받아들여 적어도 하나의 서브흐름으로 안내하도록 상기 하부부위와는 모양이 다름을 특징으로 하는 장치.
- 충돌영역으로 부터 하류에 위치하며 상향각도(α)와 외향각도(θ)를 포함한 복합각도로 댐을 통해 연장되는 적어도 하나의 구멍을 포함하는 댐을 포함하며 턴디시에 포함된 용융금속으로 부터 슬래그 커버로 개재물 부유를 개선하는 흐름조절장치, 유입하는 레이들 스트림이 충돌하는 충돌 영역을 가지는 연속주조기 턴디시.
- 제 58 항에 있어서, 상기 상향각도(α)가 적어도 하나의 서브흐름을 상기 슬래그 커버쪽으로 안내하여 상기 개재물 부유를 향상시키며, 상기 외향각도(θ)가 상기 연속 주조기 턴디시의 적어도 하나의 단부벽 모퉁이 쪽으로 외향으로 적어도 하나의 서브흐름을 안내하여서 데드볼륨 영역을 감소시킴을 특징으로 하는 턴디시.
- 제 58 항에 있어서, 상기 상향각도(α)가 0 내지 30°이며 상기 외향각도(θ)가 0 내지60°임을 특징으로 하는 턴디시.
- 제 58 항에 있어서, 상기 댐이 상부부위와 상부부위에 대향하는 하부 부위를 포함하며, 상기 상부 부위는 용융금속흐름을 받아들여 다중 서브흐름으로 안내하도록 상기 하부 부위와는 모양이 다르며 상기 다중 서브흐름중 적어도 하나는 슬래그 커버 아래에 흘러서 상기 용융 금속으로부터 상기 슬래그 커버로의 개재물 부유를 향상시키도록 상향으로 안내되며 적어도 하나의 서브흐름은 상기 충돌 영역을 향해 상향으로 안내됨을 특징으로 하는 턴디시.
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