KR20020051483A - Tundish for continuous casting - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 연속주조용 턴디쉬에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 용강의 유동형태를 제어하여 연주제품의 제품성을 향상시키기 위해 바닥에 특정형태의 댐이 설치된 연속주조용 턴디쉬에 관한 것이다.The present invention relates to a continuous casting tundish, and more particularly, to a continuous casting tundish in which a specific type of dam is installed at the bottom in order to control the flow form of molten steel to improve the productability of the performance product.
일반적으로, 제철소의 철강 관련 생산설비 중에는 용강을 연속적으로 주조하기 위한 연주기가 설치되어 있다. 이 연주기는 도 1에 도시된 바와 같이, 용강을 운반 또는 이송하기 위한 래들(1)로부터 용강(2)을 공급받아 보유하며 그 용강을 침지노즐(3)을 통해 몰드(4)로 공급하기 위한 턴디쉬(5)를 구비한다. 실제로, 턴디쉬(5)로부터 몰드(4)로 공급되는 용강은 약 1580℃정도로 몰드(4)로 공급된 후, 그 몰드(4)에서 약 900℃정도의 고체로 응고되어 슬라브(6)를 형성하게 된다. 또한, 턴디쉬(5)는 어떠한 경우라도 래들(1)에서 이미 미세하게 성분이나 온도가 조정된 용강을 최적의 상태로 유지해야 한다. 예컨대, 래들(1)을 교체하는 경우에는 운전의 편의상 용강의 중간 공급자 역할을 해야 한다. 물론, 그 용강은 턴디쉬(5)로부터 침지노즐(3)을 통해 몰드(4)에 공급되며 그 몰드(4)에서 냉각수와의 열교환을 통해 응고되어 실제적인 연주제품을 생산해 내는 것이다. 물론, 턴디쉬(5)에 연결되는 몰드(4)는 빌렛용, 블룸용 및 슬라브용으로 나뉠 수 있고 동시에 연결되는 몰드의 개수도 1개 또는 2개로 설정될 수 있다.In general, in the steel-related production facilities of steel mills, a machine for continuously casting molten steel is provided. As shown in FIG. 1, the machine receives and holds the molten steel 2 from the ladle 1 for transporting or transporting the molten steel, and supplies the molten steel to the mold 4 through the immersion nozzle 3. The tundish 5 is provided. In fact, the molten steel supplied from the tundish 5 to the mold 4 is supplied to the mold 4 at about 1580 ° C., and then solidified in the mold 4 to about 900 ° C. to solidify the slab 6. To form. In addition, the tundish 5 should, in any case, maintain optimally the molten steel whose components or temperatures have already been finely adjusted in the ladle 1. For example, when the ladle 1 is to be replaced, it should serve as an intermediate supplier of molten steel for the convenience of operation. Of course, the molten steel is supplied from the tundish 5 to the mold 4 through the immersion nozzle 3 and solidified through heat exchange with the coolant in the mold 4 to produce an actual performance product. Of course, the mold 4 connected to the tundish 5 can be divided into billets, blooms and slabs, and the number of molds connected at the same time can also be set to one or two.
한편, 연주공정에 있어서 최종 제품인 슬라브(slab)의 품질은 크게 표면흠집의 발생빈도에 관련된 표면품질과, 내부 금속 성분의 불순물 또는 개재물의 함유율에 따른 내부품질에 의해서 결정되고 있다. 여기서, 내부품질은 대개 래들에서 공급되는 용강에 존재하는 알루미나성 불순물(이하, '개재물'이라 칭함)을 턴디쉬에서 얼마나 많이 제거하느냐에 따라 좌우되는 것으로 나타났다.On the other hand, the quality of the slab, which is the final product in the playing process, is largely determined by the surface quality related to the occurrence frequency of surface scratches and the internal quality according to the content rate of impurities or inclusions in the internal metal components. Here, the internal quality was found to depend on how much alumina impurities (hereinafter referred to as 'inclusions') present in the molten steel supplied from the ladle were removed from the tundish.
이에 따라, 최근 내부품질을 개선하기 위해 당업자들은 개재물을 제거하는데 많은 연구노력을 기울이고 있다. 이와 같은, 연구중 하나의 방안으로 턴디쉬에서의 용강의 유동형태를 제어하는 방안이 있으며, 실제적인 구형예로서, 턴디쉬 바닥이나 바닥에서 일정한 높이에 블록이나 벽을 쌓게 되는데 바닥에 형성되는 것은 주로 댐(dam)이라 칭하며, 고 공중에 있는 벽은 둑(weir)이라 칭한다.Accordingly, in order to improve the internal quality in recent years, those skilled in the art devote much research effort to remove the inclusions. One such study is to control the flow pattern of molten steel in tundish. As a practical spherical example, a block or a wall is stacked at a certain height at the tundish bottom or bottom. It is usually called a dam, and the wall in the air is called a weir.
실제로, 도2a에 도시된 바와 같이, 래들(1)의 출구(7)로부터 턴디쉬(5)내로 배출된 용강(2)에 포함된 개재물(8)은 그 용강(2)으로부터의 마찰에 의해서 용강을 따라가려는 점성력(F1)과 용강보다 개재물의 밀도가 작아서 생기는 표면으로의 부력(F2) 등이 가해진다. 이때, 개재물은 그 개재물(8)이 턴디쉬(5) 자유표면(S)에 도달하는 경우에 표면에 고여있는 턴디쉬 플럭스(F)에 포집되는 방식으로 제거되고 있다. 따라서 연주공정에 의한 슬라브의 내부품질을 향상시키기 위해서는 턴디쉬에서 가능한한 많은 개재물을 부상시키는데 달려 있는 것으로 나타났다. 이와 같이, 개재물을 많이 부상시키기 위해서는, 도2b에 도시된 바와 같이 용강(2)이 주로 자유표면(S)근처에 가깝게 흐르도록 하여 떠오르는 거리(X)를 상대적으로 작게 하는것이 유리하다. 또한, 자유표면(S)에서도 흐르는 거리(Y)가 가능한 길수록, 동일한 유동속도에 대해 상대적으로 많은 부상 시간을 확보하여 개재물을 제거할 수 있는 것이다.In fact, as shown in FIG. 2A, the inclusions 8 contained in the molten steel 2 discharged from the outlet 7 of the ladle 1 into the tundish 5 are caused by friction from the molten steel 2. Viscous force (F1) to follow the molten steel and buoyancy (F2) to the surface caused by the density of the inclusions smaller than the molten steel is applied. At this time, the inclusions are removed in such a way that the inclusions 8 are collected in the tundish flux F standing on the surface when the inclusions 8 reach the free surface S of the tundish 5. Therefore, in order to improve the internal quality of the slab by the playing process, it was found that the tundish had to lift as many inclusions as possible. As such, in order to float many inclusions, it is advantageous to make the molten steel 2 mainly flow near the free surface S, as shown in Fig. 2B, so that the rising distance X is made relatively small. In addition, the longer the distance (Y) flowing in the free surface (S), the more time to float for the same flow rate to remove the inclusions.
그리고, 도3a 및 3b에 도시된 바와 같이, 는 턴디쉬(5) 바닥에 유동을 제어하는 댐이나 둑이 없는 경우로서 이 경우 용강(2)이 주로 경로(A;A')를 따라 유동한다. 여기서, 경로(A)를 따르는 용강(2)의 일부는 개재물(8)이 완전히 떠오르기 전에 그대로 침지노즐(3)을 통해 몰드(4)로 공급되므로 주조된 슬래브의 내부품질의 불량을 초래하는 문제점이 있다.3A and 3B, the case where there is no dam or dam to control the flow at the bottom of the tundish 5, in which case the molten steel 2 mainly flows along the path A; A '. . Here, a part of the molten steel 2 along the path A is supplied to the mold 4 through the immersion nozzle 3 as it is before the inclusion 8 completely floats, which causes a poor quality of the internal quality of the cast slab. There is a problem.
또한, 도4a 및 4b에 도시된 바와 같이 턴디쉬(5)의 바닥에 댐(D)이나 둑(W)이 형성된 경우에는 용강(2)이 경로(B;B')를 따라 주로 유동하는바, 이때 경로(B)를 따라 유동하는 용강의 일부에 포함되는 개재물(8)의 부상력이 약하므로 그것의 제거가 불충분한 문제점이 있다.4A and 4B, when the dam D or the weir W is formed at the bottom of the tundish 5, the molten steel 2 mainly flows along the path B; B ′. In this case, the flotation force of the inclusions 8 included in the part of the molten steel flowing along the path B is weak, so that the removal thereof is insufficient.
또, 도5a 및 5b에 도시된 바와 같이, 턴디쉬(5)의 바닥의 양측에 댐(D)이 형성되는 경우에는 바닥의 용강(2)이 주로 경로(C,C')를 따라 흐르게 되는바, 이때도 역시 용강의 일부가 역시 경로(C)를 따라 유동함에 따라 개재물을 충분히 제거하지 못하는 문제점이 있다.5A and 5B, when dams D are formed at both sides of the bottom of the tundish 5, the molten steel 2 at the bottom mainly flows along the paths C and C '. In this case, too, a part of the molten steel also flows along the path C, and thus there is a problem that the inclusions are not sufficiently removed.
이에 본 발명은 상술된 문제점들을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 용강의 유동형태를 제어하여 개재물을 충분히 제거할 수 있는 연속주조용 턴디쉬를 제공하는데 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problems, an object of the present invention to provide a continuous casting tundish capable of removing the inclusions by controlling the flow of the molten steel.
본 발명의 다른 목적은 바닥에 특정형태의 댐을 설치하여 용강 유동형태를 적절히 제어하여 용강의 청정도 및 연주제품의 품질을 향상시키기 위한 연속주조용 턴디쉬를 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a continuous casting tundish for improving the cleanliness of molten steel and the quality of performance products by appropriately controlling the molten steel flow form by installing a dam of a specific type on the bottom.
본 발명의 또 다른 목적은 용강의 자유표면 근처에서 개재물의 연장된 유동거리를 확보하여 개재물을 충분하게 분리시키도록 바닥에 삼각형 형태의 댐이 형성되는 연속주조용 턴디쉬를 제공하는데 있다.It is still another object of the present invention to provide a continuous casting tundish having a triangular dam formed at the bottom to sufficiently separate the inclusions by securing an extended flow distance of the inclusions near the free surface of the molten steel.
도1은 일반적인 연속주조 공정을 보여주는 개략도,1 is a schematic view showing a typical continuous casting process,
도2a는 용강 중 알루미나 개재물의 유동상태를 보여주는 측면도,Figure 2a is a side view showing the flow state of the alumina inclusions in the molten steel,
도2b는 용강의 부상능력에 관계되는 유동 경로의 관련 변수를 보여주는 측면도,Figure 2b is a side view showing the relevant parameters of the flow path related to the floating capacity of the molten steel,
도3a 및 3b는 종래의 하나의 실시예에 따른 연속주조용 턴디쉬의 형상을 보여주는 측면도 및 평면도,3a and 3b is a side view and a plan view showing the shape of the continuous casting tundish according to one embodiment of the prior art,
도4a 및 4b는 종래의 다른 하나의 실시예에 따른 연속주조용 턴디쉬의 형상을 보여주는 측면도 및 평면도,Figure 4a and 4b is a side view and a plan view showing the shape of the continuous casting tundish according to another embodiment of the prior art,
도5a 및 5b는 종래의 또 다른 하나의 실시예에 따른 연속주조용 턴디쉬의 형상을 보여주는 측면도 및 평면도,5a and 5b is a side view and a plan view showing the shape of a continuous casting tundish according to another embodiment of the prior art,
도6a는 본 발명에 따른 연속주조용 턴디쉬의 평면도,Figure 6a is a plan view of a continuous casting tundish according to the present invention,
도6b는 도 4a의 정면도,6B is a front view of FIG. 4A;
도7은 도 3a의 턴디쉬와 본 발명에 따른 턴디쉬간의 유동특성의 측정 결과를 보여주는 그래프.Figure 7 is a graph showing the measurement results of the flow characteristics between the tundish of Figure 3a and the tundish according to the present invention.
♣ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ♣♣ Explanation of symbols for the main parts of the drawing ♣
3: 침지노즐7: 래들 출구3: immersion nozzle 7: ladle exit
10: 턴디쉬 본체12: 바닥10: tundish body 12: bottom
14: 댐14a: 상부면14: dam 14a: upper surface
이 같은 목적들은, 연속적으로 슬라브를 주조하기 위해 래들의 출구로부터 용강을 공급받아 침지노즐을 통해 몰드에 공급하는 연속주조용 턴디쉬에 있어서, 상기 래들의 출구로부터 공급되는 용강을 수용하며, 일측에 침지노즐이 구비되는 바닥을 갖는 본체와, 상기 본체의 바닥에 돌출 형성되고, 상기 래들의 출구로부터 분출되는 용강에 접하도록 그 출구의 하부에 위치하며, 상기 본체의 침지노즐이 형성된 방향의 반대방향으로 하방으로 경사진 상부면을 갖는 댐을 일체로 포함하며; 상기 래들의 출구에서 배출되는 용강이 상기 댐의 상부면에 충돌한 후 상기 침지노즐의 반대방향에 있는 상기 본체의 벽을 향해 유동하여 상대적으로 먼 용강의 자유표면을 따라 유동한 후 침지노즐을 통해 배출되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 연속주조용 턴디쉬에 의해 달성될 수 있다.These objects, in the continuous casting tundish that receives the molten steel from the outlet of the ladle to continuously cast the slab to supply the mold through the immersion nozzle, to accommodate the molten steel supplied from the outlet of the ladle, A main body having a bottom having an immersion nozzle, and protruded from the bottom of the main body, and positioned at a lower part of the outlet so as to be in contact with molten steel ejected from the outlet of the ladle; Integrally including a dam having an upper surface inclined downward; The molten steel discharged from the outlet of the ladle impinges on the upper surface of the dam and then flows toward the wall of the main body in the opposite direction of the immersion nozzle and flows along the free surface of the distant molten steel and then through the immersion nozzle. It can be achieved by a continuous casting tundish, characterized in that configured to be discharged.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 에 대한 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 하여 상세히 설명한다. 도면 중, 전술된 도1 내지 5b에 도시된 구성요소들과 유사한 구성요소에는 동일한 도면부호를 부가하였다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the same reference numerals are given to components similar to those shown in FIGS. 1 to 5b described above.
먼저, 본 발명에 따른 연속주조용 턴디쉬의 구성을 상세히 보여주는 도6a 및 6b를 참조하면, 본 발명에 따른 턴디쉬는 기본적으로 도시되지 않은 래들의 출구(7)로부터 공급되는 용강을 수용하기 위한 본체(10)를 포함한다. 물론, 그 본체(10)의 바닥(12)의 일측에는 도시되지 않은 몰드에 용강을 공급하기 위한 침지노즐(3)이 형성되어 있다.First, referring to Figures 6a and 6b showing the configuration of the continuous casting tundish according to the present invention, the tundish according to the present invention is basically for receiving the molten steel supplied from the outlet 7 of the ladle not shown It includes a main body 10. Of course, an immersion nozzle 3 for supplying molten steel to a mold (not shown) is formed at one side of the bottom 12 of the main body 10.
특히, 본체(10)의 바닥(12)의 일측의 표면에는 댐(14)이 일체적으로 형성된다. 그 댐(14)의 설치위치는 래들의 출구(7)로부터 분출되는 용강의 유동방향을 제어할 수 있도록 그 출구(7)의 바로 하부에 위치하는 것이 바람직하다.In particular, the dam 14 is integrally formed on one surface of the bottom 12 of the main body 10. The installation position of the dam 14 is preferably located immediately below the outlet 7 so as to control the flow direction of the molten steel ejected from the outlet 7 of the ladle.
또한, 댐(14)의 형상은 삼각형 단면을 지니는 것이 바람직하다. 특히, 그 댐(14)의 상부면(14a)은 침지노즐(4)이 형성된 방향의 반대방향으로 즉, 턴디쉬 본체(10)의 벽(10a) 방향으로 하방으로 경사지게 형성되는 것이 바람직하다.In addition, the shape of the dam 14 preferably has a triangular cross section. In particular, the upper surface 14a of the dam 14 is preferably formed to be inclined downward in the direction opposite to the direction in which the immersion nozzle 4 is formed, that is, in the direction of the wall 10a of the tundish main body 10.
선택적으로, 댐(14)의 사이즈 또는 차원에 의하면, 댐(14)의 높이(h)는 제로(0)부터 턴디쉬 본체(10)의 최대높이(H)사이에서, 너비(l)는 제로(0)부터 턴디쉬 본체(10)의 최대너비(L)사이에서, 폭(w)은 제로(0)부터 턴디쉬 본체(10)의 최대폭(W)사이에서 설정될 수 있다.Optionally, depending on the size or dimension of the dam 14, the height h of the dam 14 is between zero (0) and the maximum height (H) of the tundish body 10, and the width l is zero. Between (0) and the maximum width L of the tundish body 10, the width w may be set between zero (0) and the maximum width W of the tundish body 10.
이하, 본 발명에 따른 연속주조용 턴디쉬의 작용모드 및 그 효과에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, the operation mode and effects of the continuous casting tundish according to the present invention will be described in detail.
래들의 출구(7)로부터 배출되는 용강은 그 직하부에 턴디쉬(10)의 바닥(12)에 형성된 댐(14)의 상부면(14a)에 접하거나 충돌한다. 이후, 용강은, 화살표(A)와 같이 댐(14)의 상부면(14a)의 경사도에 의해 침지노즐(3)과는 반대방향의 턴디쉬본체(10)의 벽(10a)쪽으로 유동하여 그 벽(10a)을 타고 자유표면(S)의 상부로 향하게 됨으로써, 턴디쉬에서 가용할 수 있는 자유표면에서 최대로 흐르게 되는 것이며, 이에 따라 그 유동에 포함된 개재물이 충분히 제거될 수 있는 것이다.The molten steel discharged from the outlet 7 of the ladle abuts or collides with the upper surface 14a of the dam 14 formed at the bottom 12 of the tundish 10 directly below it. Then, the molten steel flows toward the wall 10a of the tundish main body 10 in the opposite direction to the immersion nozzle 3 by the inclination of the upper surface 14a of the dam 14 as shown by arrow A. By taking the wall (10a) to the top of the free surface (S), the maximum flow on the free surface available in the tundish, so that the inclusions in the flow can be sufficiently removed.
한편, 본 발명에 따른 턴디쉬의 실험예와 도3a의 턴디쉬에서의 용강의 체류시간을 비교하는 그래프를 보여주는 도 7을 참조하면, 본 고안의 턴디쉬에 대해서 턴디쉬 본체내에 존재하는 용강과 다른 농도의 용강을 래들의 출구로부터 새로 주입하는 실험을 실시하여 침지노즐 출구에서 나오는 유동의 농도 분포를 시간에 따라서 측정한 결과를 나타내고 있다. 이 그래프에 의하면, 종래의 턴디쉬의 경우보다 본 발명에 따른 턴디쉬에서 최초의 새로운 용강이 침지노즐에 도달하는 시점, 즉 농도가 올라가는 시점이 더 오랜 시간 후에 나타남을 알 수 있었다. 이는, 종래의 턴디쉬가 용강이 턴디쉬 바닥에 근접하에 유동하여 직접 침지노즐에 도달하는 반면, 본 발명에 따른 턴디쉬에서는 래들에서 유입된 용강이 침지노즐과 반대방향으로 역류하여 상대적으로 더 먼 거리를 유동하여 침지노즐에 도달된다는 것을 나타내는 것이다. 이는 또한, 본 발명의 턴디쉬가 상대적으로 긴 부상분리 시간을 확보할 수 있다는 것을 의미하며, 이는 결과적으로 본 발명에 따른 턴디쉬의 댐이 용강에 포함된 개재물의 부상분리 및 제거에 일조하게 되는 것이다.On the other hand, referring to Figure 7 showing a graph comparing the retention time of the molten steel in the tundish and the experimental example of the tundish according to the present invention, the molten steel present in the tundish body for the tundish of the present invention and Experiments were conducted in which a different concentration of molten steel was introduced from the outlet of the ladle, and the concentration distribution of the flow from the immersion nozzle outlet was measured over time. According to this graph, it can be seen that the time point when the first new molten steel reaches the immersion nozzle, that is, the concentration rises, is longer after the tundish according to the present invention than in the conventional tundish. This is because the conventional tundish flows near the bottom of the tundish to reach the immersion nozzle directly, whereas in the tundish according to the present invention, the molten steel introduced from the ladle flows in the opposite direction to the immersion nozzle and is relatively farther away. It indicates that the immersion nozzle is reached by flowing the distance. This also means that the tundish of the present invention can secure a relatively long floating separation time, which consequently contributes to the separation and removal of the inclusions contained in the molten steel of the tundish dam according to the present invention. will be.
결과적으로, 본 발명에 따른 연속주조용 턴디쉬에 의하면, 턴디쉬의 바닥에 형성되는 경사진 댐에 의해 래들에서 유입된 용강이 침지노즐과 반대방향으로 역류하여 상대적으로 더 먼 거리를 유동하여 침지노즐에 도달됨으로써, 용강에 포함된개재물이 용강의 자유표면상으로 충분히 부유되어 그 개재물이 충분히 제거될 수 있으므로, 연속주조물의 제품성이 향상되는 효과가 있다.As a result, according to the continuous casting tundish according to the present invention, the molten steel introduced from the ladle by the inclined dam formed on the bottom of the tundish flows in the opposite direction to the immersion nozzle and flows a relatively longer distance. By reaching the nozzle, the inclusions contained in the molten steel are sufficiently suspended on the free surface of the molten steel so that the inclusions can be sufficiently removed, thereby improving the productability of the continuous casting.
이상에서 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 대해 설명하였으나, 본 기술분야의 당업자라면 첨부된 특허청구범위를 벗어남이 없이 다양한 변형예 및 수정예를 실시할 수 있을 것으로 이해된다.While a preferred embodiment according to the present invention has been described above, it will be understood by those skilled in the art that various modifications and changes can be made without departing from the scope of the appended claims.
Claims (2)
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| JP2012152795A (en) * | 2011-01-27 | 2012-08-16 | Nisshin Steel Co Ltd | Tundish weir for single strand continuous casting machine |
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