KR20010041621A - Arrangement of an immersed pouring nozzle in an ingot mould for continuous slab steel - Google Patents
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Abstract
본 발명은 한쪽이 대체로 수평으로 놓여지며 어느 한 주형 협면쪽으로 향하는 유출구를 구비하고, 종방향으로 연장되며 대체로 직사각형 단면을 갖는, 특히 강과 같은 금속 슬래브 연속 주조용 주형내 침지 노즐 배열 방식에 관한 것이다. 이때 상기 유출구(5)의 상단은 적어도 50mm만큼 용탕 수면(20) 아래쪽에 위치하며, 상기 침지 노즐(2)은 주형(1) 광면의 중앙에 배열되며, 용융체가 유출되는 곳 및 유출 받는 협면(6)의 간격(21)은 적어도 주형(1) 광면 길이(22)의 1/3에 해당된다.The present invention relates to a method of arranging in-mold immersion nozzles, in particular for continuous casting of metal slabs, such as steel, with one side lying generally horizontal and having an outlet directed towards either mold narrow and extending longitudinally and having a generally rectangular cross section. At this time, the upper end of the outlet (5) is located at the bottom of the molten water surface 20 by at least 50mm, the immersion nozzle (2) is arranged in the center of the light surface of the mold (1), the place where the melt flows out and the narrowing surface receiving ( The spacing 21 of 6) corresponds to at least one third of the light face length 22 of the mold 1.
Description
이와 같은 종류의 배열 방식은 오스트리아 특허 AT 220768에 공지되어 있다. 상기 배열 방식의 경우, 용융체는 수평식 유출구를 갖는 침지 노즐을 통해 용탕 수면에 닿게 된다. 이때 용융체는 주형벽에 닿도록 주형 내로 유입된다. 종방향으로 연장되는 수평 단면을 갖는 주형의 경우, 유량은 보다 긴 대칭선에 대해 평행하게 또는 단면 대각선을 따라 흐른다. 상기 배열 방식의 단점은, 용탕 수면 영역 내로 분출되는 흐름으로 인해 용탕으로부터 부상한 슬래그가 상기 용탕 내로 동반됨으로써 순도가 나빠진다는 것이다.An arrangement of this kind is known from Austrian patent AT 220768. In this arrangement, the melt is brought into contact with the molten metal surface through an immersion nozzle having a horizontal outlet. At this time, the melt is introduced into the mold to contact the mold wall. For molds with a horizontal cross section extending in the longitudinal direction, the flow rate flows parallel to the longer line of symmetry or along the cross section diagonal. The disadvantage of the arrangement is that the slag rises from the melt due to the flow of water being blown into the molten water sleeping area is entrained into the melt, resulting in poor purity.
본 발명은 특허청구범위 제1항에 따라, 특히 강과 같은 금속으로 이루어진 슬래브를 연속 주조하기 위한 주형내 침지 노즐 배열 방식에 관한 것이다.The invention relates to a method of arranging an in-mold immersion nozzle according to claim 1, in particular for continuously casting a slab made of a metal such as steel.
도 1은 도 2의 B-B 방향을 따른, 본 발명의 제1 침지 노즐 배열 방식의 종방향 단면도.1 is a longitudinal cross-sectional view of a first immersion nozzle arrangement of the present invention along the B-B direction of FIG.
도 2는 도 1의 A-A 방향에 따른 단면도.FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the direction A-A of FIG. 1.
도 3은 제2 배열 방식의 종방향 단면도.3 is a longitudinal sectional view of a second arrangement;
도 4는 유출구를 갖는, 본 발명에 따라 형성된 침지 노즐의 종방향 단면도.4 is a longitudinal sectional view of an immersion nozzle formed in accordance with the present invention having an outlet.
도 5는 두 개의 유출구를 갖는, 본 발명에 따라 형성된 침지 노즐의 종방향 단면도.5 is a longitudinal sectional view of an immersion nozzle formed in accordance with the present invention having two outlets;
본 발명의 목적은 특히 강과 같은 금속으로 이루어진 슬래브를 연속 주조하기 위한 주형내 침지 노즐 배열 방식을 제공하는 것으로, 이때 상기 침지 노즐 배열 방식은 개재물(inclusion)이 적은 밀 에지(mill edge)를 갖는 슬래브 생산에 특히 적절하다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an in-mold dipping nozzle arrangement for continuous casting of a slab made of a metal, in particular steel, wherein the dipping nozzle arrangement is a slab having a mill edge with less inclusions. It is particularly suitable for production.
상기 목적은 특허청구범위 제1항의 전제부 및 특징에 의해 달성된다. 바람직한 변경 형태들은 종속항에 기재되어 있다.This object is achieved by the preamble and features of claim 1. Preferred variations are described in the dependent claims.
본 발명에 따라 유출구의 상단은 적어도 50mm만큼 용탕 수면 아래쪽에 놓여 있다. 이때 침지 노즐은 주형의 양쪽 광면(廣面)에 대해 중앙에 배열되어 있으며, 용융체가 유출하는 곳 및 상기 유출을 받는 협면(挾面)의 간격은 적어도 주형 광면 길이의 1/3에 해당된다. 이러한 배열 방식에 의해 다음과 같은 유동 프로필이 형성된다. 즉, 유출을 받는 협면쪽에는 개재물이 특히 풍부하게 집중되어지는 반면, 반대편 협면쪽에는 개재물이 적게 존재한다. 여기서 "개재물"이란 표면 산화 작용이 아닌, 거시적인 산화물 포함 순도로 이해된다. 이를 개재물 밴드(inclusion band)라고도 명칭할 있다. 슬래브를 압연 처리한 다음, 압연되어진 밴드는 종방향으로 절단되어짐으로써, 한쪽 반형이 자동차의 외장, 음료수 캔, 기타 등과 같은 극한 요구 조건에 적절하고, 다른쪽 반형은 일반적인 사용 용도를 위한 채널 내로 안내된다. 절단된 상기 밴드를 트리밍 처리할 필요가 없기 때문에, 상기 밴드는 밀 에지를 포함한 상태로 수송할 수 있다. 이와 동일한 목적으로 연속 주조 슬래브에서부터 종방향 절단이 이루어질 수 있다.According to the invention the top of the outlet lies below the melt surface by at least 50 mm. At this time, the immersion nozzles are arranged at the center with respect to both optical surfaces of the mold, and the gap between the place where the melt flows out and the narrow surface receiving the outflow corresponds to at least 1/3 of the mold optical surface length. By this arrangement, the following flow profile is formed. In other words, the inclusions are particularly abundantly concentrated on the side of the entanglement receiving the outflow, whereas there are few inclusions on the other side. "Inclusion" is understood here as macroscopic oxide inclusion purity, not surface oxidation. This may also be called an inclusion band. After the slab has been rolled, the rolled band is cut in the longitudinal direction, so that one half is suitable for extreme requirements such as the exterior of a car, beverage cans, etc., while the other half is guided into the channel for general use. do. Since the cut band does not need to be trimmed, the band can be transported with a mill edge. Longitudinal cuts can be made from the continuous cast slab for this same purpose.
실험에 의해 다음과 같은 사실이 밝혀졌다. 즉, 유동 상태는, 용융체가 유출되는 곳 및 유출을 받는 협면의 간격이 적어도 주형 광면 길이의 1/3에 해당될 때 유동 상태가 가장 유리하다는 것이다. 상기 용융체의 유출은 주형 광면의 중앙 영역에서 이루어지는 것이 바람직하다. 상기 침지 노즐을 유출을 받는 협면쪽에 너무 가까이 배치시킬 경우, 주조 셸이 과다하게 세척되어질 수 있으며, 이에 따라 주형벽의 온도점이 높다. 동시에 반대편 쪽에서는 유동이 크게 감소함으로써 용융체가 동결될 위험이 있다. 용탕 내로 침지되어 있는 침지 노즐의 깊이 및 유출을 받는 협면에 대해 갖는 간격과 관련하여, 유출구가 수평으로 기울어지는 것이 유리할 수 있다. 이때 상기 기울기는 빌릿 인발 방향으로 또는 그 반대 방향으로 향할 수 있다. 기울기는 0도 내지 최고 35도에 이르는 범위 내에 있다.The experiment revealed the following facts. That is, the flow state is that the flow state is most advantageous when the gap between where the melt flows out and the narrow surface receiving the outflow is at least 1/3 of the mold optical surface length. It is preferable that the outflow of the melt takes place in the center region of the mold light surface. If the immersion nozzle is placed too close to the side of the narrowing surface receiving the outflow, the casting shell may be over washed, thus increasing the temperature point of the mold wall. At the same time, on the other side, there is a risk that the melt freezes due to a significant decrease in flow. With regard to the depth of the immersion nozzles immersed into the melt and the spacing that is with respect to the narrowing surface receiving the outflow, it may be advantageous for the outlet to tilt horizontally. The inclination may then be directed in the direction of billet drawing or in the opposite direction. The slope is in the range of 0 degrees up to 35 degrees.
또 다른 침지 노즐 배열 방식에서 그 특징은 다음과 같다. 즉, 상호 마주보는 유출구를 갖는 두 개의 침지 노즐을 사용한다는 것이다. 이와 같은 배열 방식 있어서, 개재물은 슬래브 중앙에서 집적되며, 그 곳에서 양호하게 부상할 수 있다. 이때 양쪽 가장자리는 개재물을 적게 포함하기 때문에 종방향 절단 공정이 생략될 수 있다. 실험에 의해, 다음과 같은 사실이 밝혀졌다. 즉, 각 협면에 대한 간격이 주형 광면 길이와 관련하여 1/8 내지 1/4에 이르는 범위에 있을 때, 상기 두 개의 침지 노즐 배열 방식이 특히 유리해진다. 반대편 쪽에도 일정한 최소 유출량이 보장되기 위해서는, 다음과 같은 개선 사항이 제안된다. 즉, 상기 반대편쪽 침지 노즐 부분에 작은 개구부들을 제공하는 것이다.In another immersion nozzle arrangement, the characteristics are as follows. That is, it uses two immersion nozzles having mutually opposite outlets. In this arrangement, the inclusions accumulate at the center of the slab and can rise well there. At this time, since both edges contain less inclusions, the longitudinal cutting process can be omitted. The experiment revealed the following facts. That is, the two immersion nozzle arrangements are particularly advantageous when the spacing for each narrow surface is in the range of 1/8 to 1/4 in relation to the mold optical surface length. In order to ensure a constant minimum flow on the other side, the following improvements are proposed. That is, small openings are provided in the opposite immersion nozzle portion.
주형 중앙에 양쪽 협면으로 향해 점점 수평으로 위치하는 두 개의 유출구를 갖는 침지 노즐을 배치함으로써, 양호한 산화물 포함 순도 및 개재물이 적은 밀 에지를 갖는 슬래브가 제조될 수 있다. 이와 같은 배열 방식은 예를 들어 유럽 특허 EP 0 512 118 B1(도 1)에 공지되어 있다. 그러나 몇 년에 걸친 실험에 의해 다음 사실이 밝혀졌다. 즉, 동일한 크기의 유출단면을 갖는 양쪽 유출구에서 동일한 양의 용융체가 유출될거라는 기대는 사실상 이루어지지 않는다는 것이다. 통상적으로 항상 불균형이 이루어져, 한쪽 유출구에서는 다른쪽 유출구보다 적은 양의 용융체가 흘러나온다는 것이다. 이로 인해, 슬래브 내에서 및 이후에 압연된 밴드 내에서도 개재물 밴드 또한 불균형적으로 분포되어 있다. 상기 문제점을 해결하기 위해, 침지 노즐 내로 향하며 분리형 채널과 연결되는 유출구를 각각 갖는 침지 노즐을 사용하는 것이다. 상기 분리형 채널의 단부에서, 상기 침지 노즐은 유동 방향의 반대편 쪽을 향해 원뿔형으로 확장되는 부분과 함께 공통의 공급 채널로 전환하게 된다. 앞서 제안된 상기 침지 노즐 형태는 대칭성 관점에서 본 이점 이외에도 다음의 이점을 갖는다. 즉, 좁은 채널들로부터 유출되는 용융체는 공통의 대형 채널로부터 유출되는 용융체 보다 양호한 순도를 갖는다.By placing an immersion nozzle with two outlets located horizontally toward both narrow surfaces in the center of the mold, a slab with good oxide containing purity and mill inclusions with low inclusions can be produced. Such an arrangement is known, for example, from European patent EP 0 512 118 B1 (FIG. 1). But years of experimentation have revealed: In other words, there is virtually no expectation that the same amount of melt will flow out of both outlets with the same size outlet section. Normally there is always an imbalance, so that less melt flows out of one outlet than from the other. For this reason, the inclusion bands are also disproportionately distributed in the slab and later in the rolled band. In order to solve the above problem, it is to use an immersion nozzle each having an outlet that is directed into the immersion nozzle and connected to the separate channel. At the end of the separate channel, the immersion nozzle is turned into a common feed channel with a portion that extends conically toward the opposite side of the flow direction. The immersion nozzle form proposed above has the following advantages in addition to the advantages seen from the viewpoint of symmetry. That is, the melt flowing out of the narrow channels has a better purity than the melt flowing out of the common large channel.
도면의 실시예들은 본 발명에 따른 배열 방식을 보다 구체적으로 기술하고 있다.Embodiments of the drawings more specifically describe the arrangement according to the invention.
도 1 및 도 2는 주요 도면으로서, 금속 슬래브를 생산하기 위한 침지 노즐의 제1 배열 방식을 도시한다. 상기 배열 방식은 수평 단면상 대략 직사각형 단면을 갖는 수 냉각된 주형(1)으로 이루어진다. 상기 주형(1) 내로 침지 노즐(2)이 돌출해 있는데, 상기 침지 노즐의 하단은 용탕(4) 내로 침지해 있다. 이때 상기 유출구(5)의 상단 및 용탕 수면(20)의 간격(19)은 적어도 50mm이어야 된다. 상기 침지 노즐(2)은 통상적으로 대략 수평으로 놓여진 유출구(5)를 갖는다. 상기 유출구는 주형(1)의 협면(6)쪽으로 향한다. 점선(7, 7')들은 원칙상 유동 방향의 형태를 도시한다. 이러한 배열 방식에 의해, 도면 우측에 위치한 협면(6)에는 보다 많은 양의 개재물이 포함되고, 반대쪽 슬래브 협면(8)에는 실질상 개재물이 전혀 축적되지 않게 된다. 바람직하게는, 침지 노즐(2) 및 유출을 받는 협면(6)의 간격(21)이 주형(1) 광면 길이(22)의 적어도 1/3에 해당된다. 상기 실시예에서의 침지 노즐(2)은 광면 중앙에 배열되는 것이 바람직하다.1 and 2 show, as main views, a first arrangement of immersion nozzles for producing metal slabs. The arrangement consists of a water cooled mold 1 having a substantially rectangular cross section on a horizontal cross section. An immersion nozzle 2 protrudes into the mold 1, and the lower end of the immersion nozzle is immersed into the molten metal 4. At this time, the interval 19 of the upper end of the outlet 5 and the molten water surface 20 should be at least 50mm. The immersion nozzle 2 typically has an outlet 5 lying approximately horizontal. The outlet points towards the narrow surface 6 of the mold 1. Dotted lines 7, 7 ′ in principle show the form of the flow direction. By this arrangement method, a larger amount of inclusions is included in the narrowing surface 6 located on the right side of the drawing, and practically no inclusions are accumulated in the opposite slab narrowing surface 8. Preferably, the interval 21 between the immersion nozzle 2 and the narrowing surface 6 receiving the outflow corresponds to at least one third of the light surface length 22 of the mold 1. The immersion nozzle 2 in the above embodiment is preferably arranged at the center of the light surface.
도 3에서 제2 배열 방식이 종방향 단면도로 도시되어 있다. 상기 도면에는 두 개의 유출구(11, 11')를 갖는 분배기(10) 및 상기 분배기(10)에 고정된 두 개의 침지 노즐(12, 12')이 도시되어 있다. 침지 노즐은 주형(13)과 관련하여 다음과 같이 배열된다. 즉, 상기 유출구(14, 14')들을 상호 마주보게 함으로써 주형(13) 중앙 내로 개재물이 밀려들어가 그 곳에서 부상할 수 있다. 상기 배열 방식의 경우, 침지 노즐(12, 12') 축은 각 협면(16, 17)으로부터 주형(13) 광면 길이(15)의 1/8 내지 1/4에 달하는 범위 만큼 이격되어 있다. 도 1 및 도 2의 배열 방식과는 차별적으로, 여기서 상기 유출구(14, 14')는 빌릿 인발 방향(18)과는 반대 방향으로 위쪽으로 향해 있으며, 이때 그 각도는 15도이다.In figure 3 the second arrangement is shown in longitudinal section. The figure shows a distributor 10 having two outlets 11, 11 ′ and two immersion nozzles 12, 12 ′ fixed to the distributor 10. The immersion nozzle is arranged as follows with respect to the mold 13. That is, by allowing the outlets 14 and 14 'to face each other, the inclusions can be pushed into the center of the mold 13 to rise there. In the case of the arrangement method, the immersion nozzles 12 and 12 'axes are spaced apart from the respective narrow surfaces 16 and 17 by a range of 1/8 to 1/4 of the light surface length 15 of the mold 13. Differently from the arrangement of FIGS. 1 and 2, the outlets 14, 14 ′ here point upwards in the opposite direction to the billet drawing direction 18, with the angle of 15 degrees.
도 4는 도 1에 개략적으로 도시된 침지 노즐(2)을 확대하여 도시하고 있다. 상기 침지 노즐은 통상적으로 내화성 소재로부터 제조되며, 주입 영역, 중앙 부분 및 유출 영역으로 이루어져 있다. 상기 주입 영역 내에 침지 노즐(2)을 보호하기 위해 특수 세라믹으로 제조된 튤립형 삽입부(23)가 배열되어 있다. 유출구(5)는 각도 15도 만큼 아래쪽으로 기울어져 있다. 그밖에도, 상기 유출구(5)의 단면은 대체로 직사각형이다. 좌우로 흔들리는 용탕 수면 내에 위치한 침지 노즐(2) 영역은 특정 부하를 받기 때문에 기타 다른 영역보다 마모되기 쉽다. 따라서, 상기 영역에 링(24)이 배열되는데, 이는 삽입부(23)와 마찬가지로 특수 세라믹으로 제조된다.4 shows an enlarged view of the immersion nozzle 2 schematically shown in FIG. 1. The immersion nozzle is typically made from a refractory material and consists of an injection zone, a central portion and an outflow zone. In the injection region a tulip-shaped insert 23 made of special ceramics is arranged to protect the immersion nozzle 2. The outlet 5 is inclined downward by an angle of 15 degrees. In addition, the cross section of the outlet 5 is generally rectangular. The region of the immersion nozzle 2 located in the molten water surface which shakes from side to side is subject to a certain load, and therefore is more likely to wear than other regions. Thus, a ring 24 is arranged in this region, which, like the insert 23, is made of special ceramics.
도 5에는 두 개의 유출구(25, 26)를 갖는, 종방향으로 절단된 침지 노즐(24)이 도시되어 있다. 양쪽의 유출구(25, 26)들은 동일한 유출 단면을 갖는다. 상기 침지 노즐(24)은 통상적으로 내화성 소재로 제조되며 주입 영역, 중앙 부분 및 유출 영역을 구비한다. 상기 주입 영역 내에 침지 노즐(24)을 보호하기 위해 튤립형 삽입부(27)가 배열되어 있으며, 이는 특수 세라믹으로 제조되어 있다. 양쪽의 유출구(25, 26)들은 빌릿 인발 방향으로 향해 약간 기울어져 있으며 침지 노즐(24) 내로 연장되는 채널(28, 29)과 각각 분리된 상태로 연결된다. 상기 분리형 채널(28, 29)은 그 단부 영역에서 부분(30)으로 전환된다. 상기 부분은 유동 방향과 반대 방향으로 원뿔형으로 확장되며 단일 공급 채널을 형성한다. 이러한 배열 방식으로 인해, 두 개의 유출구(25, 26)로부터 동일한 양의 용융체가 유출됨으로써 균형적인 유동 프로필이 슬래브 내에 형성된다.5 shows a longitudinally cut immersion nozzle 24 having two outlets 25, 26. Both outlets 25, 26 have the same outlet cross section. The immersion nozzle 24 is typically made of a refractory material and has an injection zone, a central portion and an outflow zone. A tulip-shaped insert 27 is arranged to protect the immersion nozzle 24 in the injection area, which is made of special ceramics. Both outlets 25, 26 are slightly inclined toward the billet drawing direction and are connected to the channels 28 and 29, respectively, which are separated into the dipping nozzles 24. The split channels 28, 29 are diverted to the portion 30 at their end regions. The portion extends conically in the direction opposite to the flow direction and forms a single feed channel. Due to this arrangement, an equal amount of melt flows out of the two outlets 25, 26 so that a balanced flow profile is formed in the slab.
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| Date | Code | Title | Description |
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| WITN | Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid |