KR19990054403A - Nozzle inside vacuum method and apparatus in twin roll sheet casting device - Google Patents
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Abstract
본 발명은 쌍롤 사이로 공급된 용융 금속을 롤과의 접촉을 통해, 롤로 대부분의 열량을 방출시킴으로서 용강을 응고시켜 얇은판을 제조해내는 쌍롤식 박판주조장치로서 롤 사이에 설치된 노즐을 통해 토출되는 용강으로의 혼입되는 가스, 즉 긍국적으로 주편내로 혼입되는 가스에 의한 주편 결함의 억제 및 노즐 내부의 용강이 가스에 의해 산화되는 것을 억제 시키기 위한 쌍롤식 박판주조장치에서의 노즐 내부 진공방법 및 장치에 관한 것으로 노즐 내부로 유입될 수 있는 가스를 일차적으로 차단하는 장치를 상부노즐 주위에 설치하여 외부 가스의 유입을 막고, 이 일차적 장치로도 가스의 유입이 완전히 차단되지 못하여 상부노즐과 하부노즐의 연결부위 틈새를 통해 노즐 내부로 유입되는 가스를 진공펌프로 펌핑(pumping)해서 노즐 내부를 주조내내 진공생태로 유지시키도록 하여서 된 것이다.The present invention is a twin roll type sheet casting apparatus for solidifying molten steel to produce a thin plate by releasing most of the heat into the roll by contacting the roll with molten metal supplied between the rolls, and the molten steel discharged through the nozzles installed between the rolls. In the nozzle and vacuum method and apparatus in a twin-roll thin plate casting apparatus for suppressing the defect of the slab by the gas mixed into the slab, that is, the gas mixed into the slab positively and the oxidation of the molten steel in the nozzle by the gas In order to prevent the inflow of external gas by installing a device around the upper nozzle that primarily blocks gas that can flow into the nozzle, the primary device can not completely block the inflow of gas, thus connecting the upper nozzle and the lower nozzle. Pump the gas flowing into the nozzle through the part gap with a vacuum pump Will the hayeoseo to keep the ball in ecology.
Description
본 발명은 쌍롤 사이로 공급된 용융 금속을 롤과의 접촉을 통해, 롤로 대부분의 열량을 방출시킴으로서 용강을 응고시켜 얇은판을 제조해내는 쌍롤식 박판주조장치로서 롤 사이에 설치된 노즐을 통해 토출되는 용강으로의 혼입되는 가스, 즉 긍국적으로 주편내로 혼입되는 가스에 의한 주편 결함의 억제 및 노즐 내부의 용강이 가스에 의해 산화되는 것을 억제 시키기 위한 쌍롤식 박판주조장치에서의 노즐 내부 진공방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention is a twin roll type sheet casting apparatus for solidifying molten steel to produce a thin plate by releasing most of the heat into the roll by contacting the roll with molten metal supplied between the rolls, and the molten steel discharged through the nozzles installed between the rolls. In the nozzle and vacuum method and apparatus in a twin-roll thin plate casting apparatus for suppressing the defect of the slab by the gas mixed into the slab, that is, the gas mixed into the slab positively and the oxidation of the molten steel in the nozzle by the gas It is about.
일반적인 쌍롤식 박판주조공정의 개략도는 도 1에 나타내었다.A schematic diagram of a general twin roll sheet casting process is shown in FIG. 1.
상부 노즐(5)과 하부 노즐(6)로 이루어진 침지 노즐을 통해 쌍롤(1)사이로 공급된 용강(3)은 롤의 중심 방향으로 열을 빼앗기면서 응고하게 되고 이와같이 하여 제조된 주편(2)은 쌍롤(1)의 회전에 의해 롤을 빠져나오게 된다.The molten steel 3 supplied between the pair rolls 1 through the immersion nozzle composed of the upper nozzle 5 and the lower nozzle 6 solidifies while losing heat in the direction of the center of the roll. The roll is released by the rotation of the twin roll 1.
종래 일본국 특개평 7-68357호에서는 상부노즐(5)과 하부 노즐(6)로 이루어진 쌍롤(1)식 박판주조 장치용 침지 노즐에 대한 사용 예를보여주고 있다. 이는 턴디쉬(4)로부터 공급된 용강(3)은 상부노즐(5)을 통한 후 하부노즐(6)로 공급되어 하부노즐(6)의 토출구를 통해 쌍롤(1)사이의 용강풀(3)로 공급되게 된다.In the prior art, Japanese Patent Laid-Open No. 7-68357 shows an example of the use of an immersion nozzle for a twin roll 1 type sheet casting apparatus, which is composed of an upper nozzle 5 and a lower nozzle 6. The molten steel 3 supplied from the tundish 4 is supplied to the lower nozzle 6 after passing through the upper nozzle 5, and the molten steel pool 3 between the pair rolls 1 through the discharge port of the lower nozzle 6. To be supplied.
상기 일본국 특개평 7-68357호에서는 탈기공 호울을 노즐에 가공하여 호올 사이에 선재와 같은 충진재를 장착하여 주조가 진행됨에따라 하부노즐(6)내의 용강의 높이가 올라감에 따라 노즐 내부의 가스가 밀려 올라가서 호울내에 설치된 선재를 통해 빠져나가도록 하고 있다.In Japanese Laid-Open Patent Publication No. 7-68357, the gas inside the nozzle is raised as the molten steel in the lower nozzle 6 increases as the casting proceeds by processing a degassing hole in the nozzle and mounting a filler such as a wire rod between the holes. Is pushed up and out through the wire rod installed in the hole.
그리고 용강의 높이가 호울 위치까지 오게 되면 선재를 빠져나가는 용강 응고에 의해 자동으로 호울이 밀폐되도록하여 외부 공기와의 차단 효과를 얻고자 했다.When the height of the molten steel reaches the hole position, the hole is automatically sealed by the solidification of the molten steel that passes through the wire rod, thereby obtaining a blocking effect from the outside air.
위와 같은 종래의 방법에 의하면 노즐 내부의 가스를 노즐 내부의 용강 높이가 높아짐에 따라 어느 정도는 외부로 방출 할 수가 있을 것이다. 그러나 노즐 길이(W1)가 400㎜보다 크고, 주조 속도가 약 70mpm 이상이 되게 되면 하부노즐(6) 내부를 용강(3)으로 채우기가 상당히 어렵게 된다.According to the conventional method as described above, as the molten steel height inside the nozzle is increased, the gas inside the nozzle may be discharged to some extent. However, when the nozzle length W1 is larger than 400 mm and the casting speed is about 70 mpm or more, it becomes difficult to fill the lower nozzle 6 with the molten steel 3.
물론 주조 초기 턴디쉬(4)에 장착된 스토퍼(21)를 최대한 열고 상부노즐(5)의 내경(W2)을 크게하면 하부노즐(6)내부에 누적되는 용강의 높이를 어느 높이까지 올릴수는 있겠지만, 주조 도중 쌍롤(1)사이의 용강(3) 높이 제어가 어렵게 되어 자칫 정상 상태의 주조 조건을 얻는데 상당한 시간이 소요되거나 조업 중단을 초래할 수가 있다.Of course, opening the stopper 21 mounted on the initial tundish 4 as much as possible and increasing the inner diameter W2 of the upper nozzle 5 may raise the height of the molten steel accumulated in the lower nozzle 6 to a certain height. During the casting, it is difficult to control the height of the molten steel 3 between the pair rolls 1, so that it may take a considerable time to obtain a steady state casting condition or may cause an operation interruption.
또한 상부노즐(5) 및 하부노즐(6)로 이루어진 침지노즐의 경우 상부와 하부 노즐의 연결 부위 및 상부 노즐과 턴디쉬(4)와의 연결 부위등이 완전한 밀폐 조건이 되기가 상당히 어렵다.In addition, in the case of the immersion nozzle consisting of the upper nozzle (5) and the lower nozzle (6) it is very difficult to be completely sealed conditions such as the connection portion of the upper and lower nozzles and the connection portion of the upper nozzle and the tundish (4).
그런데 주조시 하부노즐(6)의 경우 노즐 내부가 부압이 걸리며 따라서 노즐 밀폐가 완전치 못할 경우 외부 가스(주로 공기)가 연결 부위 틈새로 계속 유입되게 되어 하부노즐(6) 내부를 산화성 분위기로 만들게 된다.However, in the case of casting, the lower nozzle (6) takes a negative pressure inside the nozzle, so if the nozzle is not completely sealed, the external gas (mainly air) continues to flow into the gap between the connecting parts, thereby making the inside of the lower nozzle (6) an oxidizing atmosphere. do.
따라서 하부노즐(6)이 용강(3)에 의해 완전히 채워지지 않을 때에는 주조시 크게 두가지의 나쁜 효과를 초래할 수가 있다.Therefore, when the lower nozzle 6 is not completely filled by the molten steel 3, two bad effects can be caused in casting.
첫째 상부노즐(5)이 하부노즐(6)내의 용강(3)에 의해 완전히 침지되지 않아 발생되는 용강내로의 가스 혼입(entrap)이다. 이렇게 혼입된 가스는 하부노즐(6)의 토출구(17b)를 통해 용탕풀(3)로 공급된 후 자칫 주편내로 혼입될 소지가 있다. 상부노즐(5)에서 토출된 용강에 의해 가스 혼입이 방지되기 위해서는 최소 하부노즐(6)내의 용강 높이가 상부노즐 토출구(17a)보다 약 30㎜정도 더 높아야 함은 수모델 실험 결과를 통해 확인하였다.First, the upper nozzle 5 is gas entrapment into the molten steel which is generated by not being completely immersed by the molten steel 3 in the lower nozzle 6. The gas thus mixed is supplied to the molten metal pool 3 through the discharge port 17b of the lower nozzle 6 and may be mixed into the cast steel. In order to prevent gas mixing by the molten steel discharged from the upper nozzle 5, the minimum molten steel height in the lower nozzle 6 should be about 30 mm higher than the upper nozzle discharge port 17a. .
둘째는 하부노즐(6) 내부에 잔존하는 가스에 의해 노즐 내부 용강의 산화이다. 이렇게 산화된 용강은 용탕풀로 공급된후 스컴(scum)성 물질로 되고, 이 후 서로 응집됨으로서 거대화 되어 주조 중간 중간에 주편(2)내로 혼입되어 주편 크랙(crack)등과 같은 주조 결함(defect)을 야기하게 된다.The second is oxidation of the molten steel inside the nozzle by the gas remaining inside the lower nozzle 6. The molten steel oxidized in this way becomes a scum-like material after being supplied to the molten pool, and then aggregates with each other to become large and mixed into the slab 2 in the middle of casting, thereby casting defects such as cracks in the slab. Will cause.
본 발명은 노즐 내부로 유입될수 있는 가스를 일차적으로 차단하는 장치를 상부노즐 주위에 설치하여 외부 가스의 유입을 막고, 이 일차적 장치로도 가스의 유입이 완전히 차단되지 못하여 상부노즐과 하부노즐의 연결 부위 틈새를 통해 노즐 내부로 유입되는 가스를 진공펌프로 펌핑(pumping)해서 노즐 내부를 주조내내 진공상태로 유지시켜 양질의 제품을 생산하고자 함에 그 목적이 있다.The present invention is installed around the upper nozzle to block the gas that can be introduced into the nozzle primarily to prevent the inflow of external gas, even if the primary device is not completely blocked the inflow of gas connection between the upper nozzle and the lower nozzle The purpose of the present invention is to produce a high quality product by pumping gas introduced into the nozzle through the part gap with a vacuum pump to maintain the inside of the nozzle in a vacuum state throughout the casting.
도 1 : 쌍롤식 연속박판주조 장치의 개략도1: Schematic diagram of a twin roll continuous sheet casting device
도 2 : 노즐 내부 진공 장치의 상세도2: Detailed view of the vacuum apparatus inside the nozzle
도 3 : 중간 커버 및 브릭의 발췌 평면도Figure 3: Top view of the excerpt of the middle cover and the brick
〈도면의 주요 부분에 대한 기호 설명〉<Description of Symbols on Main Parts of Drawing>
1. 롤 2. 주편1. Roll 2. Cast
3. 용강 4. 턴디쉬3. molten steel 4. tundish
5. 상부노즐 6. 하부노즐5. Upper Nozzle 6. Lower Nozzle
7. 가스켓 8. 배플(baffle)7. Gasket 8. Baffle
9. 중간커버 10. 상부커버9. Middle cover 10. Top cover
11. 포아박스(pour box) 12. 포아 박스11. pour box 12. pore box
13. 파이프 14. 호수(hose)13. Pipe 14. Lake
15. 몰타르 16. 브릭(brick)15. Maltar 16. Brick
17a. 상부노즐토출구 17b. 하부노즐토출구17a. Upper nozzle outlet 17b. Lower Nozzle Toe Exit
18. 진공펌프 19. 중간 커버내 호울18. Vacuum pump 19. Hole in middle cover
20. 에지댐 21. 스토퍼20.Edge Dam 21.Stopper
22. 가스 냉각장치 23. 웰블럭22. Gas Chiller 23. Well Block
24. 브라켓트 W1. 하부노즐 길이24. Bracket W1. Lower nozzle length
W2. 상부노즐 내경W2. Upper nozzle inner diameter
본 발명은 용강내로의 가스침입을 예방하고 이미 침입된 가스를 배출시켜 진공상태를 유지하기 위하여 포아박스(12) 및 몰타르(15)와 상부커버(10)를 관통하며 설치된 파이프(13)에 호오스(14)를 연결 설치하고 이 호오스(14)의 끝단에는 진공펌프(18)를 설치하여 상기 진공펌프(18)의 작동으로 하부노즐(6)내에 침입된 가스를 파이프(13)와 호오스(14)를 통해 외부로 배출시켜 상기 하부노즐(6)의 내부를 진공상태로 유지하는 방법과, 하부노즐(6)내로의 가스침입을 1차적으로 예방하기 위해 턴디쉬(4)내의 웰블럭(23)에 안착된 상부노즐(5)주위에는 노즐 포아박스(12)가 설치되어 있으며, 이 포아박스(12)는 턴디쉬(4) 밑에 설치된 포아박스 지지대(11)에 고정되고, 포아박스(12)하부에는 하부노즐(6) 지지용 브라켓트(24)가 연결되도록 하였다.The present invention is a hose to the pipe 13 installed through the pore box 12 and the mortar 15 and the upper cover 10 in order to prevent the gas intrusion into the molten steel and to discharge the gas already invaded to maintain a vacuum state 14 is connected to the end of the hose (14) by installing a vacuum pump 18, the operation of the vacuum pump 18, the gas invaded into the lower nozzle (6) pipe 13 and the hose (14) ) To maintain the inside of the lower nozzle (6) in a vacuum state by discharging to the outside, and the well block (23) in the tundish (4) in order to primarily prevent gas infiltration into the lower nozzle (6). A nozzle pore box 12 is installed around the upper nozzle 5 seated on the), and the pore box 12 is fixed to the pore box support 11 installed under the tundish 4, and the pore box 12 At the bottom, the lower nozzle 6 supporting bracket 24 is connected.
그리고 이 포아박스(12)에도 진공펌프(18)에 연결된 파이프(13)를 설치하여 포아박스(12)내부도 진공으로 유지하도록 하였다.In addition, a pipe 13 connected to the vacuum pump 18 was also installed in the pore box 12 to maintain the inside of the pore box 12 in a vacuum.
이 브라켓트(24)와 포아박스(12)사이에는 외부 가스 유입 방지를 위해 가스켓(7)을 설치하였다.A gasket 7 is installed between the bracket 24 and the pore box 12 to prevent external gas from entering.
상기 하부노즐(6) 내부를 살펴 보면 하단에 배플(8)이 설치되어 있는데, 이것은 상부노즐(5) 토출구를 통해 토출된 용강의 운동량을 최소화시켜, 즉 용강의 난류성을 최소화 한 후 하부노즐(6) 토출구(17b)로 용강을 공급하기 위해 설치되었으며, 상부노즐은 배풀(8) 직상부까지 내려와 있다.Looking inside the lower nozzle 6, a baffle 8 is installed at the bottom, which minimizes the momentum of the molten steel discharged through the upper nozzle 5 outlet, that is, minimizes the turbulence of the molten steel and then lower nozzle ( 6) It is installed to supply molten steel to the discharge port 17b, and the upper nozzle is lowered to the upper part of the belly pool 8.
배플(8) 상단에는 중간커버(9)가 설치되어 있으며 이 중간커버(9)에는 중간커버 하부에 존재하는 가스가 펌핑되게 하기 위한 통로로 호울(19)을 가공하였다.The middle cover 9 is installed at the top of the baffle 8, and the middle cover 9 is processed with a hole 19 as a passage for pumping the gas present in the lower portion of the middle cover.
이 호울(19)의 사이즈는 직경 5∼20㎜정도면 충분하다.The size of this hole 19 is enough about 5-20 mm in diameter.
중간커버(9) 상단의 상부노즐(5) 주위에는 브릭(16)이 설치되어 있는데 이 브릭의 상세도는 도 3에 나타내었다.Brick 16 is installed around the upper nozzle 5 of the upper part of the middle cover 9, The detail of this brick is shown in FIG.
이 브릭(16)을 설치한 목적은 호울(19)을 통해 가스가 완전히 펌핑되면 용강(3)이 진공 펌핑압에 의해 호울(19)을 통해 빠져나와 중간커버(9) 윗면으로 나오게되고, 이렇게 고인 용강(3)의 높이가 브릭(16) 높이보다 낮을 경우 용강은 계속 중간커버 윗면에 누적되게 되고 이렇게 용강이 누적되는 동안 용강의 열이 외부로 방출되도록 함으로서 용강을 굳게 하는데 필요한 시간을 확보하는데 있다.The purpose of installing the brick 16 is that when the gas is completely pumped through the hole 19, the molten steel 3 is discharged through the hole 19 by the vacuum pumping pressure and comes out of the upper surface of the middle cover 9, and thus If the height of the molten molten steel (3) is lower than the height of the brick (16), the molten steel continues to accumulate on the upper surface of the middle cover, so that the heat of the molten steel is released to the outside while the molten steel accumulates, thereby securing the time required to solidify the molten steel. have.
결국 용강(3)이 굳게되면 중간커버(9) 하부 지역은 외부와 완전차단이 될뿐아니라 진공 상태도 유지하게 되어 하부노즐(6)내 용강(3)의 산화 및 용탕풀내로 가스 혼입이 방지되게 된다.Eventually, when the molten steel 3 is hardened, the lower region of the middle cover 9 is completely blocked from the outside and maintains a vacuum state, thereby preventing oxidation of the molten steel 3 in the lower nozzle 6 and mixing of gas into the molten metal pool. Will be.
이외에도 상부커버(10) 윗면에 몰타르(mortar)(15)등과 같은 고온에 견디는 접착성 물질을 도포하여 상부커버(10)와 하부노즐(6) 본체 사이의 틈새를 통해 노즐 내부로 유입되는 가스를 차단할 수 있다.In addition, by applying an adhesive material that withstands high temperatures such as mortar 15 on the upper surface of the upper cover 10, the gas flowing into the nozzle through the gap between the upper cover 10 and the lower nozzle 6 body. You can block.
진공을 뽑는데 필요한 파이프(pipe)(13)는 포아박스(12) 및 상부커버(10) 직하부 두곳에 설치한다. 포아박스(12)에 설치된 파이프(13)를 통해서는 외부로부터 포아박스내로 유입된 가스를 일차적으로 펌핑하는데 목적이 있으며, 상부커버(10) 직하부에 설치된 파이프는 포아박스(12)내에서 미처 다 펌핑되지 못하고 유입된 가스를 이차적으로 펌핑한다.Pipes (13) necessary to extract the vacuum is installed in two places directly below the pore box (12) and the top cover (10). The pipe 13 installed in the pore box 12 has a purpose to primarily pump the gas introduced into the pore box from the outside, and the pipe installed directly under the upper cover 10 is not found in the pore box 12. Secondly pump the gas which is not pumped and flowed in.
특히 상부커버(10) 직하부에 설치된 파이프(13)를 통해 펌핑되는 가스의 온도는 상당히 높기 때문에 이 가스가 곧바로 진공 펌프(18)로 유입될 경우 펌프의 작동에 문제를 야기시킬수 있다.In particular, since the temperature of the gas pumped through the pipe 13 installed directly under the upper cover 10 is considerably high, this gas may cause problems in the operation of the pump if it is directly introduced into the vacuum pump 18.
따라서 고온의 펌핑된 가스의 온도를 낮출 목적으로 펌핑호스(14) 중간에 가스 냉각 장치(22)를 설치한다.Therefore, the gas cooling device 22 is installed in the middle of the pumping hose 14 for the purpose of lowering the temperature of the hot pumped gas.
노즐내 진공을 유지하기 위한 장치로 사용되는 진공펌프(18)의 용량은 0.5∼3㎾범위면 충분하다.물론 노즐내 용적이 작을수록 진공펌프(18) 용량도 작아지게 된다.The capacity of the vacuum pump 18 used as an apparatus for maintaining the vacuum in the nozzle is sufficient in the range of 0.5 to 3 kPa. Of course, the smaller the volume in the nozzle, the smaller the capacity of the vacuum pump 18 is.
이상과 같은 본 발명은 노즐 내부로 유입될수 되는 가스를 일차적으로 차단하는 장치를 상부노즐 주위에 설치하여 외부 가스의 유입을 막고, 이 일차적 장치로도 가스의 유입이 완전히 차단되지 못하여 상부노즐과 하부노즐의 연결 부위 틈새를 통해 노즐 내부로 유입되는 가스를 진공펌프로 펌핑(pumping)해서 노즐 내부를 주조내내 진공생태로 유지시켜 양질의 주편을 생산할 수 있는 효과가 있다.The present invention as described above is installed around the upper nozzle to block the gas to be introduced into the nozzle primarily to prevent the inflow of external gas, even if the primary device is not completely blocked the flow of gas in the upper nozzle and lower By pumping the gas flowing into the nozzle through the gap between the connection part of the nozzle with a vacuum pump, the inside of the nozzle is maintained in a vacuum ecology, thereby producing a quality cast.
Claims (3)
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Legal Events
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---|---|---|---|
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