KR19990014103A - Tundish nozzle - Google Patents
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Abstract
본 발명은 턴디쉬 노즐에 관한 것이며; 그 목적은 턴디쉬에서 주형내로의 용강을 급탕시 노즐내벽에의 개재물 부착을 방지할 수 있고 노즐 막힘에 의한 주조 중단을 방지할 수 있는 턴디쉬 노즐을 제공함에 있다.The present invention relates to a tundish nozzle; The object is to provide a tundish nozzle which can prevent the attachment of inclusions to the nozzle inner wall when hot water is melted from the tundish into the mold and prevents the interruption of casting by clogging the nozzle.
상기 목적달성을 위한 본 발명은 슬라이딩 게이트(32)의 내경과 동일한 직경의 관통공(31a)가 구비되고, 상부는 턴디쉬(2)의 바닥면으로부터 약 200~300mm의 높이만큼 돌출되도록 형성되며, 상단에는 덮개(35)가 마련되는 한편 상기 상단의 측면에는 적어도 1개이상의 슬롯(34)가 설치되고, 그리고 상기 슬롯(34)은 관통공(31a)의 평면 중심선상으로부터 벗어나 편심되게 형성되도록 구성되는 턴디쉬 노즐에 관한 것을 그 기술적 요지로 한다.The present invention for achieving the above object is provided with a through hole 31a having the same diameter as the inner diameter of the sliding gate 32, the upper portion is formed to protrude by a height of about 200 ~ 300mm from the bottom surface of the tundish (2) At the top, a cover 35 is provided while at least one slot 34 is provided at the side of the top, and the slot 34 is eccentrically formed off the plane centerline of the through hole 31a. The technical subject matters about the tundish nozzle comprised.
Description
본 발명은 턴디쉬 노즐에 관한 것으로, 보다 상세하게는 턴디쉬에서 주형내로의 용강을 급탕시 사용되는 노즐내벽에의 개재물 부착을 방지할 수 있는 턴디쉬 노즐에 관한 것이다.The present invention relates to a tundish nozzle, and more particularly, to a tundish nozzle capable of preventing the attachment of inclusions to the nozzle inner wall used for hot water from the tundish to the mold.
일반적으로 연속주조기는 도1과 같이, 크게 레이들(1), 턴디쉬(2) 및 턴디쉬(2)내의 용강(11)을 주형(4)내로 공급하는 내화물관(3)과 주형(4)를 포함하여 구성된다. 상기 연속주조기의 내화물관(3)은 도2에서처럼 턴디쉬(2)의 하부에 설치된 턴디쉬 노즐(31), 주형(4)내로 공급되는 용강(11)의 양을 조절하는 슬라이딩게이트(sliding gate)(32) 및 주형(4)내로 용강을 유도하는 침지노즐(33)로 구성된다. 이중에서 턴디쉬노즐(31)의 내벽에는 주조중 비금속개재물 고착물(12)이 부착되어 주조를 방해하므로 비금속개재물의 부착방지를 위해 턴디쉬노즐(31)의 내벽을 다공질화하고, 여기에 취입관(5)를 통해 불활성가스인 Ar가스를 분당 5~10Nℓ 정도로 연속적을 취입하여 기포를 발생시켜 기포막을 형성시키게 된다.In general, the continuous casting machine, as shown in Figure 1, largely refractory pipe (3) and the mold (4) for supplying the ladle (1), the tundish (2) and the molten steel (11) in the tundish (2) into the mold (4) It is configured to include). The refractory pipe 3 of the continuous casting machine is a sliding gate for controlling the amount of molten steel 11 supplied into the mold 4 and the tundish nozzle 31 installed below the tundish 2 as shown in FIG. ) And an immersion nozzle (33) for guiding molten steel into the mold (4). Among them, the inner wall of the tundish nozzle 31 is attached to the non-metallic inclusions 12 during casting to prevent casting, so that the inner wall of the tundish nozzle 31 is made porous to prevent adhesion of the non-metallic inclusions, and blown therein. Through the tube 5, Ar gas, which is an inert gas, is continuously blown at about 5-10 Nℓ per minute to generate bubbles to form a bubble film.
그러나, 취입되는 Ar가스와 같은 불활성가스는 온도가 낮으므로 용강을 냉각시켜 지금화하여 턴디쉬 노즐의 내벽면에 부착되고 또한 다공질 내벽의 구멍이 지금에 의해 막혀 기포막이 잘 형성되지 않아 비금속개재물의 부착방지에 한계가 있다.However, inert gas such as blown Ar gas has a low temperature, so the molten steel is cooled to be converted into current and adhered to the inner wall surface of the tundish nozzle, and the hole in the porous inner wall is blocked by the current, so that the bubble film is not formed well. There is a limit to prevention of adhesion.
또한, 도2에서 보듯이, 취입관(5)을 통해 취입된 Ar가스와 같은 불활성가스는 미세한 기포가 되어 용강과 함께 주형내로 유입되며, 이 기포들은 주형내 용강탕면으로 일부가 부상되나, 대부분이 용강속에 잔류되어 생산된 주편의 기포성 결함이 되는 문제가 있다.In addition, as shown in Figure 2, the inert gas, such as Ar gas blown through the blowing pipe (5) is a fine bubble flows into the mold with the molten steel, these bubbles are partially injured in the molten steel in the mold, most There exists a problem that it becomes the bubble defect of the cast steel which remain | survives in this molten steel.
본 발명자는 턴디쉬 노즐의 하부에서 취입되는 불활성가스에 의한 기포성 결함을 방지하는 수단으로서, Ar가스와 같은 불활성가스 무취입형 턴디쉬 노즐을 고안하여 대한민국 특허출원 제97-35387호로 특허출원한 바 있다. 상기 턴디쉬 노즐은 도3과 같이, 상부덮개(35)로 끝이 패쇄된 원통형 노즐(31)을 턴디쉬 바닥에서 어느 정도 솟아나게 하고, 측면 상부에 직사각형의 슬롯(34)을 평면 중심선에서 편심되도록 설치하여 이 슬롯이 턴디쉬내 용강의 인입부 역할을 하도록 한 것이다. 상기 편심슬롯(34)으로 인입된 용강은 상부부터 회전력을 발생시키며 하강하게 되고, 반대로 비중이 용강보다 상대적으로 작은 용강중의 개재물에는 구심력이 발생하여 노즐의 중앙부로 이동하게 되는 원리를 이용한 것이다. 이때, 비금속개재물은 노즐의 내벽면에 남아 있지 않으므로 내벽면에의 부착이 전혀 발생하지 않는다.The inventor of the present invention has been patented in the Republic of Korea Patent Application No. 97-35387 by devising an inert gas odorless tundish nozzle, such as Ar gas as a means for preventing a bubble defect by the inert gas blown from the bottom of the tundish nozzle . The tundish nozzle bulges the cylindrical nozzle 31 whose end is closed by the top cover 35 to the top of the tundish bottom as shown in FIG. 3, and the rectangular slot 34 on the upper side is eccentric in the plane centerline. It is installed so that this slot serves as a lead of molten steel in the tundish. The molten steel drawn into the eccentric slot 34 is lowered by generating a rotational force from the top, and on the contrary, a centripetal force is generated in the inclusions in the molten steel whose specific gravity is smaller than that of the molten steel to move to the center of the nozzle. At this time, since the non-metallic inclusion does not remain on the inner wall surface of the nozzle, adhesion to the inner wall surface does not occur at all.
그러나, 상기 편심슬롯을 구비한 턴디쉬 노즐은 불활성가스를 취입하지 않아도 된다는 잇점은 있으나, 회전력이 약한 경우 턴디쉬 노즐, 특히 인입구인 편심슬롯에 여전히 개재물이 부착되는 단점이 남아 있다. 또한, 개재물의 이동이 턴디쉬 노즐에만 발생하고, 그 밑에 존재하는 침지노즐에는 발생하지 않아 여전히 침지노즐내벽에 개재물이 부착되곤 하여 그에 따라 노즐의 성능 발휘에 심각한 장애요인이 된다.However, the tundish nozzle having the eccentric slot has the advantage that it is not necessary to blow inert gas, but the disadvantage that the inclusion is still attached to the tundish nozzle, in particular the eccentric slot which is the inlet when the rotational force is weak. In addition, the movement of the inclusions occurs only in the tundish nozzle and does not occur in the immersion nozzles existing below, and thus the inclusions are still attached to the inner wall of the immersion nozzles, which is a serious obstacle to the performance of the nozzles.
본 발명은 상기 대한민국 특허출원 제97-35387호에 개시된 턴디쉬 노즐을 개량한 발명에 관한 것으로서, 상단 측부에 적어도 1개이상의 편심슬롯을 갖는 원통형 노즐을 형성하므로써, 턴디쉬 노즐은 물론 침지노즐까지 용강에 회전력이 부여되어 개재물의 노즐벽에의 부착을 방지하고, 슬롯에서의 개재물 부착을 막아 노즐의 성능을 최대한 발휘할 수 있는 턴디쉬 노즐을 제공함에 그 목적이 있다.The present invention relates to an improved invention of the tundish nozzle disclosed in the Korean Patent Application No. 97-35387. By forming a cylindrical nozzle having at least one eccentric slot on the upper side, the tundish nozzle as well as the immersion nozzle are provided. It is an object of the present invention to provide a tundish nozzle capable of providing the rotational force to the molten steel to prevent the inclusion of the inclusions on the nozzle wall, and to prevent the attachment of the inclusions in the slot to maximize the performance of the nozzle.
도1은 통상적인 연속주조설비의 일부 모식도1 is a schematic view of a part of a conventional continuous casting equipment
도2는 도1의 턴디쉬 내화물관의 구조도2 is a structural diagram of the tundish refractory pipe of FIG.
도3은 본발명의 턴디쉬 노즐의 구조도3 is a structural diagram of a tundish nozzle of the present invention;
도4는 본 발명의 턴디쉬 노즐의 다른 구조도Figure 4 is another structural diagram of the tundish nozzle of the present invention
도5는 본 발명의 턴디쉬 노즐의 또 다른 구조도Figure 5 is another structural diagram of the tundish nozzle of the present invention
도6은 Ar가스취입관이 부착된 본 발명의 턴디쉬 노즐의 구조도Figure 6 is a structural diagram of the tundish nozzle of the present invention with the Ar gas blowing pipe attached
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
31 ....... 턴디쉬 노즐 32 ....... 슬라이딩 게이트31 ....... tundish nozzle 32 ....... sliding gate
33 ....... 침지노즐 34 ....... 편심슬롯33 ....... Immersion nozzle 34 ....... Eccentric slot
35 ....... 상부덮개 36 ....... 다공체35 ....... Top cover 36 ....... Porous body
상기 목적달성을 위한 본 발명은 턴디쉬 하부에 설치되어 주형내로 공급되는 용강을 급탕시키기 위한 턴디쉬 노즐과, 상기 턴디쉬 노즐의 하부에 위치하여 주형내로 공급되는 용강의 양을 조절하는 슬라이딩 게이트와, 상기 슬라이딩 게이트의 하부와 연결되어 주형내로 용강을 유도하는 침지노즐을 포함하여 구성되는 연속주조기의 내화물관에 있어서,The present invention for achieving the above object is provided with a tundish nozzle for hot water supply to the molten steel is installed in the bottom of the tundish, and a sliding gate for adjusting the amount of the molten steel located in the lower portion of the tundish nozzle and supplied into the mold; In the refractory pipe of the continuous casting machine comprising an immersion nozzle connected to the lower portion of the sliding gate to induce molten steel into the mold,
상기 턴디쉬 노즐은 상기 게이트의 내경과 동일한 직경의 관통공이 구비되고, 상부는 턴디쉬의 바닥면으로부터 소정의 높이만큼 돌출되도록 형성되며, 상단에는 덮개가 마련되는 한편 상기 상단의 측면에는 적어도 1개이상의 슬롯이 설치되고, 그리고 상기 슬롯은 관통공의 평면 중심선상으로부터 벗어나 편심되게 형성되도록 구성되는 턴디쉬 노즐에 관한 것이다.The tundish nozzle is provided with a through hole having the same diameter as the inner diameter of the gate, the upper portion is formed to protrude from the bottom surface of the tundish by a predetermined height, the top is provided with a cover while at least one side of the top The above slot is provided, and the slot relates to a tundish nozzle configured to be eccentrically formed off the plane centerline of the through hole.
이하, 본 발명을 도면을 통해 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
우선, 본 발명의 턴디쉬 노즐은 도1 및 도2와 같이, 턴디쉬노즐을 구비한 통상적인 연속주조기(10)에 적용될 수 있다. 구체적으로 본 발명은 턴디쉬(2)의 하부에 설치되어 주형(4)내로 공급되는 용강(11)을 급탕시키기 위한 턴디쉬 노즐(31)과, 상기 턴디쉬 노즐(31)의 하부에 위치하여 주형(4)내로 공급되는 용강(11)의 양을 조절하는 슬라이딩 게이트(32)와, 상기 슬라이딩 게이트(32)의 하부와 연결되어 주형(4)내로 용강을 유도하는 침지노즐(33)을 구비한 내화물관(3)을 포함하여 구성되는 연속주조기(10)이면 어느 것이나 적용가능하다. 특히, 본 발명의 턴디쉬 노즐은 알루미늄킬드강 제조용으로 매우 적합하다.First, the tundish nozzle of the present invention can be applied to a conventional continuous casting machine 10 having a tundish nozzle, as shown in Figs. Specifically, the present invention is installed in the lower portion of the tundish (2) and the tundish nozzle 31 for hot water to supply the molten steel (11) supplied into the mold (4), and is located in the lower portion of the tundish nozzle 31 And a sliding gate 32 for adjusting the amount of molten steel 11 supplied into the mold 4, and an immersion nozzle 33 connected to a lower portion of the sliding gate 32 to induce molten steel into the mold 4. Any continuous casting machine 10 including one refractory pipe 3 can be used. In particular, the tundish nozzle of the present invention is very suitable for the production of aluminum-kilted steel.
본 발명의 턴디쉬 노즐은 도3과 같이, 기본적으로 슬라이딩게이트(32)의 내경과 동일한 직경의 관통공(31a)가 구비된 원통형 노즐로 구성된다. 그 상부는 턴디쉬(2)의 바닥면으로부터 소정의 높이만큼 돌출되도록 형성되며, 상단에는 덮개(35)가 마련되어 있다. 상기 돌출높이는 턴디쉬의 바닥면으로부터 약 200~300mm가 적당하다.As shown in FIG. 3, the tundish nozzle of the present invention basically includes a cylindrical nozzle having a through hole 31a having the same diameter as the inner diameter of the sliding gate 32. The upper portion is formed to protrude from the bottom surface of the tundish 2 by a predetermined height, and the lid 35 is provided at the upper end. The height of the protrusion is about 200 ~ 300mm from the bottom surface of the tundish.
본 발명의 턴디쉬 노즐(31)은 돌출된 상단 부위의 측면에 관통공(31a)의 평면 중심선상으로부터 벗어나 슬롯(34)이 편심되게 형성되도록 구성된다. 상기 슬롯(34)은 보통 직사각형의 모양이 바람직하며, 그 상부는 폐쇄되어 있어 턴디쉬내의 용강(11)의 인입부 역할을 한다. 이러한 편심슬롯(34)으로부터 인입된 용강은 턴디쉬 노즐(31)의 상부로부터 회전력을 발생시키면서 하강하게 되고, 반대로 용강중의 개재물(6)에는 구심력이 발생하여 상기 관통공(31a)의 중앙부로 이동하게 된다. 도3은 상기 개재물(6)이 턴디쉬 노즐(31)내에서 유동되는 현상을 보여주고 있다.The tundish nozzle 31 of the present invention is configured such that the slot 34 is eccentrically formed off the planar center line of the through hole 31a on the side surface of the protruding top portion. The slot 34 is usually rectangular in shape, the top of which is closed to serve as an inlet of the molten steel 11 in the tundish. The molten steel drawn from such an eccentric slot 34 is lowered while generating a rotational force from the upper portion of the tundish nozzle 31, and on the contrary, a centripetal force is generated in the inclusions 6 in the molten steel to move to the center portion of the through hole 31a. Done. 3 shows a phenomenon in which the inclusion 6 flows in the tundish nozzle 31.
도3과 같이, 상기 편심슬롯(34)이 단지 한 개가 설치된 턴디쉬 노즐의 경우 비금속개재물이 노즐(31)의 내벽면으로 진행하지 않으므로 내벽면에의 부착이 전혀 발생하지 않는다. 이러한 본 발명의 턴디쉬 노즐을 사용하면, 기포결함의 원인이 될 수 있는 불활성가스의 취입이 불필요하며, 턴디쉬 노즐의 내벽 또한 다공질화할 필요가 없다.As shown in FIG. 3, in the case of the tundish nozzle having only one eccentric slot 34, non-metallic inclusions do not proceed to the inner wall surface of the nozzle 31, and thus no attachment to the inner wall surface occurs. When the tundish nozzle of the present invention is used, it is unnecessary to blow inert gas which may cause bubble defects, and the inner wall of the tundish nozzle does not need to be porous.
그러나, 편심슬롯(34)이 한 개만 설치된 턴디쉬 노즐에서는 대체로 회전력이 약하여 개재물의 이동현상이 턴디쉬 노즐에만 국한되어 침지노즐(33)의 내벽에는 개재물이 부착되곤 한다. 따라서, 본 발명의 턴디쉬 노즐은 도4 및 도5와 같이, 턴디쉬 노즐뿐만아니라 침지노즐의 내벽까지에도 개재물의 부착을 제거하기 위해서는 적어도 1개이상의 편심노즐(34)를 설치함이 바람직하다.However, in the tundish nozzle in which only one eccentric slot 34 is installed, rotational force is generally weak so that the phenomenon of movement of the inclusion is limited to the tundish nozzle, and the inclusion is attached to the inner wall of the immersion nozzle 33. Therefore, in the tundish nozzle of the present invention, at least one eccentric nozzle 34 is preferably installed to remove the inclusions not only in the tundish nozzle but also in the inner wall of the immersion nozzle, as shown in FIGS. 4 and 5. .
도4는 편심노즐(34)가 2개 설치된 경우로서, 두 개의 편심노즐(34a)(34b)가 서로 대향되도록 설치되어 1개의 편심노즐이 설치된 경우보다도 더 강한 회전력이 부여된 예를 보이고 있다. 도4와 같이, 본 발명의 턴디쉬 노즐(31)의 슬롯(34)이 짝수개로 설치되려면 관통공(31a)의 평면 중심선상을 기준으로 하여 대각선 방향으로 서로 대향되도록 형성됨이 바람직하다.4 shows an example in which two eccentric nozzles 34 are installed, and two eccentric nozzles 34a and 34b are installed to face each other so that a stronger rotational force is applied than when one eccentric nozzle is installed. As shown in FIG. 4, in order to provide even numbers of the slots 34 of the tundish nozzle 31 of the present invention, the slots 34 may be formed to face each other in a diagonal direction based on the plane centerline of the through hole 31a.
반대로 도5는 편심슬롯(34)은 3개 설치된 턴디쉬 노즐을 보이고 있다. 도5와 같이, 본 발명의 턴디쉬 노즐은 편심노즐이 적어도 3개이상 홀수개로 설치되는 경우 관통공의 평면 중심선상을 기준으로 하여 일정 등간격으로 형성되도록 하는 것이 강한 회전력을 일으키는데 바람직하다.5, the eccentric slot 34 shows three installed tundish nozzles. As shown in FIG. 5, the tundish nozzle of the present invention preferably has a strong rotational force such that the eccentric nozzles are formed at regular intervals based on a planar centerline of the through hole when at least three eccentric nozzles are installed.
도4 및 도5와 같이, 적어도 1개이상의 편심슬롯이 마련된 턴디쉬 노즐을 사용하는 경우 회전력이 침지노즐(33)의 토출구 지상까지 작용하여 침지노즐의 하부까지 개재물의 부착을 방지할 수 있다.4 and 5, when using a tundish nozzle provided with at least one eccentric slot, the rotational force acts to the ground of the discharge port of the immersion nozzle 33 to prevent the attachment of inclusions to the bottom of the immersion nozzle.
또한, 본 발명의 턴디쉬 노즐(31)은 각 슬롯(34)의 내벽이 다공체(36)을 갖도록 함이 바람직하다. 상기 슬롯의 내벽 다공체는 용강중의 개재물이 노즐의 관통공에 혼입되기 전에 미리 개재물을 제거하므로써 턴디쉬 노즐은 물론 침지노즐의 내벽에 개재물부착을 방지하고, 또한 강의 청정성을 보다 높이는데 큰 역할을 한다.In the tundish nozzle 31 of the present invention, it is preferable that the inner wall of each slot 34 has a porous body 36. The inner wall porous body of the slot removes the inclusions in advance of the inclusions in the molten steel before they enter the through-holes of the nozzle, thereby preventing the inclusion of the inclusions on the inner wall of the immersion nozzle as well as the tundish nozzle, and also plays a large role in improving the cleanliness of the steel. .
한편, 본 발명의 턴디쉬 노즐을 사용하는 경우 불활성가스를 전혀 사용하지 않고 단지 턴디쉬 노즐내의 회전력에 의해 개재물 부착을 방지할 수 있으나 불활성가스를 사용하는 경우 오히려 개재물의 이동속도를 더욱 빠르게 할 수 있다. 즉, 본 발명자의 실험결과에 의하면, 불활성가스를 취입하는 경우 불활성가스 취입에 의한 주편내의 결함은 전혀 없으며, 오히려 불활성가스 취입에 의해 노즐내벽에서 발생된 기포는 개재물보다 비중이 작아 빠른 속도로 노즐의 직경방향의 중심을 향해 이동하여 개재물이 노즐의 내벽에 부착될 수 없도록 더욱 조장한다. 따라서, 본 발명의 경우 편심슬롯을 적어도 1개이상 구비하고 상기 슬롯에는 다공체를 마련하는 한편 도6과 같이 턴디쉬 노즐(31)의 하단에는 Ar가스와 같은 불활성가스 취입관(5)을 형성토록 함이 바람직하다. 이때, 취입되는 불활성가스의 양은 종래보다 적은 분당 약 4~7Nℓ가 적당하다.On the other hand, in the case of using the tundish nozzle of the present invention, it is possible to prevent the inclusion of inclusions by the rotational force in the tundish nozzle without using any inert gas, but when using the inert gas, the movement speed of the inclusions can be made faster. have. That is, according to the experimental results of the present inventors, there is no defect in the cast steel by blowing the inert gas when blowing inert gas, but rather, bubbles generated in the inner wall of the nozzle by blowing the inert gas have a specific gravity smaller than the inclusions. Move toward the center of the radial direction of the further encourage the inclusions to be attached to the inner wall of the nozzle. Accordingly, in the present invention, at least one eccentric slot is provided and a porous body is formed in the slot, while an inert gas blowing pipe 5 such as Ar gas is formed at the bottom of the tundish nozzle 31 as shown in FIG. It is preferable to. At this time, the amount of inert gas blown is suitably about 4 ~ 7NL per minute less than the conventional.
이하, 본 발명을 실시예를 통하여 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail through examples.
[실시예1]Example 1
기존의 턴디쉬 노즐(도2에 해당)과 본 발명의 턴디쉬 노즐을 아크릴로 제작하여 수모델실험을 통해 유체의 회전력 발생정도와 개재물의 노즐내 거동을 관찰하였다.The conventional tundish nozzle (corresponding to FIG. 2) and the tundish nozzle of the present invention were made of acrylic, and the degree of rotational force generation and the behavior of the inclusions in the nozzle were observed through the water model experiment.
본 실시예에서 사용한 본 발명의 턴디쉬 노즐은 도3과 같이, 편심노즐이 1개 구비되고 상기 슬롯에는 다공체가 없고, 또한 불활성가스 취입관이 없는 노즐(이하, `발명예1'), 도4와 같이, 편심슬롯이 2개이고 상기 슬롯의 내벽에 각각 다공체가 없는 노즐(이하, `발명예2')와 도6과 같이, 다공체가 마련된 2개의 편심슬롯을 구비하고 Ar가스 취입관이 형성된 노즐(이하, `발명예3')을 사용하였다.As shown in FIG. 3, the tundish nozzle of the present invention used in the present embodiment is provided with one eccentric nozzle, no porous body in the slot, and no inert gas blowing pipe (hereinafter, 'Inventive Example 1'), FIG. As shown in Fig. 4, two eccentric slots are provided on the inner wall of the slot, each having no nozzles (hereinafter, 'Inventive Example 2'), and two eccentric slots provided with porous bodies, as shown in FIG. A nozzle (hereinafter, 'Invention Example 3') was used.
먼저, 수모델실험을 통하여 기존의 턴디쉬 노즐과 발명예(1-3)의 턴디쉬 노즐에 대해 턴디쉬 노즐의 내벽과 침지노즐의 중앙부에 개재물이 도달하는 시간을 비교하여 각 노즐의 성능을 평가하여 표1에 나타내었다.First, the performance of each nozzle is compared by comparing the time of the inclusion of the tundish nozzle with the inner wall of the tundish nozzle and the center of the immersion nozzle with respect to the tundish nozzle of the invention (1-3). The evaluation is shown in Table 1.
실험결과 기존의 노즐은 유체가 상부에서 인입되므로 유체의 회전력이 발생하지 않았으며, 비금속개재물 또한 노즐의 벽면을 따라 하강하는 경향이 있었다. 즉, 기존의 노즐은 표1과 같이, 턴디쉬 노즐 및 침지노즐에서 개재물이 노즐 중심에 도달하는 속도는 무한대임을 알 수 있는데, 이는 노즐의 관통공을 하강하는 유체의 속도는 매우 빠르지만 벽면에서는 마찰력에 의해 속도가 0에 가까우므로 개재물이 벽에 붙게됨을 의미한다.As a result of the experiment, the conventional nozzle did not generate the rotational force of the fluid because the fluid is drawn in from the top, and non-metallic inclusions also tended to fall along the wall of the nozzle. That is, in the conventional nozzle, as shown in Table 1, the speed at which the inclusion reaches the nozzle center in the tundish nozzle and the immersion nozzle is infinite. This means that the velocity of the fluid descending the through hole of the nozzle is very fast, but on the wall surface, The friction is close to zero, which means that the inclusions will stick to the wall.
반면, 발명예1의 노즐은 개재물의 이동소요시간은 턴디쉬 노즐에서는 1초, 침지노즐에서는 거의 무한대에 가까웠다. 즉, 발명예1의 노즐은 대한민국 특허출원 제97-35387호에 개시된 노즐로서, 개재물의 이동이 턴디쉬 노즐에서는 관찰되었으나 슬라이딩게이트 이하 침지노즐에서는 발생되지 않아 약간의 개재물 부착이 생길 수 있음을 보이고 있다.On the other hand, in the nozzle of the invention example 1, the moving time of the inclusions was nearly one second in the tundish nozzle and almost infinity in the immersion nozzle. In other words, the nozzle of Inventive Example 1 is a nozzle disclosed in Korean Patent Application No. 97-35387, and movement of inclusions was observed in a tundish nozzle, but it did not occur in the submerged nozzle below the sliding gate, indicating that some inclusions may occur. have.
또한, 2개의 편심슬롯을 가진 발명예2의 경우 턴디쉬 노즐에서는 물론 침지노즐에서도 회전력이 잔존하여 개재물이 노즐의 중심쪽으로 몰리는 현상이 나타났다. 이때의 개재물 이동 소요시간은 턴디쉬 노즐에서는 0.5초, 침지노즐에서는 1초였다. 따라서, 발명예2의 노즐의 경우 편심슬롯의 내벽에는 약간의 개재물이 있으나, 침지노즐에서도 개재물이 거의 형성되지 않음을 알 수 있다.In addition, in the case of Inventive Example 2 having two eccentric slots, rotational force remained not only in the tundish nozzle but also in the immersion nozzle, so that the inclusions were driven toward the center of the nozzle. The time required for inclusion movement at this time was 0.5 seconds in the tundish nozzle and 1 second in the immersion nozzle. Therefore, in the nozzle of Inventive Example 2, although there are some inclusions on the inner wall of the eccentric slot, it can be seen that the inclusions are hardly formed even in the immersion nozzle.
그리고, 발명예3의 노즐은 Ar가스 기포의 영향으로 개재물의 이동속도가 더욱 빨라져 턴디쉬 노즐에서는 0.01초, 침지노즐에서는 0.1초 수준이었다. 즉, 편심슬롯이 2개 형성된 노즐의 경우 Ar가스 취입에 의해 침지노즐에서 개재물이 부착될 수 있는 확률이 Ar가스 무취입의 경우보다 거의 제로에 가까움을 알 수 있다.In addition, the nozzle of Inventive Example 3 had a faster movement speed of the inclusions under the influence of Ar gas bubbles, which was 0.01 second in the tundish nozzle and 0.1 second in the immersion nozzle. That is, in the case of the nozzles having two eccentric slots, it can be seen that the probability of inclusion of the inclusions in the immersion nozzle by the Ar gas blowing is closer to zero than that of the Ar gas blowing.
[실시예2]Example 2
개재물의 부착에 의해 주조가 중지되는 시간을 측정하므로써 실주조실험을 통하여 각 노즐의 성능을 분석하였다. 이때 턴디쉬는 약 1톤 용적인 것을 사용하엿으며, 각 내화물 노즐은 직경을 약 7mm로 하여 실 턴디쉬 노즐의 약 1/10 크기로 축소 제작한 것을 사용하였다. 또한, 용강은 알루미늄킬드강을 사용하였다.The performance of each nozzle was analyzed through the actual casting test by measuring the time at which the casting was stopped by the inclusion of inclusions. At this time, the tundish was used for a volume of about 1 ton, and each refractory nozzle was used to reduce the size to about 1/10 of the real tundish nozzle with a diameter of about 7mm. In addition, molten steel used aluminum-kilted steel.
실험결과, 표2에서와 같이, 기존의 노즐은 급탕후 1분에 턴디쉬 노즐의 막힘으로 주조가 중지되었다.As a result, as shown in Table 2, the existing nozzle was stopped by the plugging of the tundish nozzle one minute after the hot water supply.
반면, 편심노즐이 1개 구비된 발명예1의 노즐은 약 3분 정도 주조가 가능하였으나, 슬롯입구에의 개재물 부착으로 주조가 중지되었다.On the other hand, the nozzle of Inventive Example 1, which was provided with one eccentric nozzle, was able to cast for about 3 minutes, but casting was stopped due to inclusions in the slot inlet.
또한, 편심노즐이 2개 구비된 발명예2의 노즐은 슬롯의 입구에 개재물이 형성되어 약 5분만에 주조가 중지되었다.In addition, in the nozzle of Inventive Example 2 having two eccentric nozzles, an inclusion was formed at the inlet of the slot, and casting was stopped in about 5 minutes.
그리고, 발명예3의 노즐은 10분이 지나도록 노즐에서 막힘이 발생하지 않고 급탕이 계속되었으며, 턴디쉬내의 용강을 완전히 소요할 수 있었다.The nozzle of Inventive Example 3 continued to supply hot water without clogging in the nozzle for 10 minutes, and completely consumed molten steel in the tundish.
상술한 바와 같이, 본 발명은 상단 측부에 적어도 1개이상의 편심슬롯을 갖는 원통형 노즐을 형성하여 턴디쉬 노즐은 물론 침지노즐까지 용강에 회전력이 부여하므로써 개재물의 노즐벽에의 부착을 방지하고, 동시에 슬롯에서의 개재물 부착을 막아 노즐의 성능을 최대한 발휘할 수 있을 뿐만아니라 용강의 급탕중 노즐막힘에 의한 주조중단을 완전히 해결할 수 있어 특히 노즐의 직경이 적은 알루미늄킬드강 제조에 매우 유용한 효과가 있다.As described above, the present invention forms a cylindrical nozzle having at least one eccentric slot on the upper side thereof to prevent the attachment of the inclusions to the nozzle wall by applying rotational force to the molten steel, not only the tundish nozzle but also the immersion nozzle. It is possible to prevent the attachment of inclusions in the slot to maximize the performance of the nozzle as well as to completely solve the casting interruption caused by clogging of the nozzle during hot water supply of molten steel, which is particularly useful for producing aluminum-kilted steel with a small nozzle diameter.
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