KR200288286Y1

KR200288286Y1 - Molten steel feeder

Info

Publication number: KR200288286Y1
Application number: KR2019980026415U
Authority: KR
Inventors: 김인철; 김상준; 조명종
Original assignee: 재단법인 포항산업과학연구원
Priority date: 1998-12-24
Filing date: 1998-12-24
Publication date: 2002-11-23
Also published as: KR20000013258U

Abstract

본 고안은 용강이 저장된 턴디쉬에 적정의 진공이 유지되게 하되 적어도 두 개의 침지노즐을 통해 용강을 공급하면서 토출유량을 제어함에 따라 용강의 토출유량과 유속분포를 균일하게 함과 아울러 응고쉘의 성장을 억제할 수 있게한 연주기의 용강 공급장치에 관한 것으로,The present invention maintains a proper vacuum in the tundish in which molten steel is stored, while supplying molten steel through at least two immersion nozzles to control the discharge flow rate, thereby uniformly discharging the flow rate and flow rate distribution of the molten steel and growing the solidification shell. The molten steel supply device of the player which can suppress the

즉, 일시적으로 용강이 저장되는 턴디쉬에 진공을 유지하는 진공실과 대기압이 작용되는 대기압실이 형성되고, 상기 진공실과 대기압실의 연결부에는 용강의 공급을 제어하는 유량제어밸브가 설치되며, 상기 턴디쉬에 구비된 진공실의 저면에는 주형내로 용강을 토출시키는 적어도 2개 이상의 침지노즐이 설치됨으로써 침지노즐의 양측 토출구의 토출유속이 균일하게 되고 평균유속을 획기적으로 감소시킴과 아울러 유동분포를 완벽하게 균일화 한 것이다.That is, a vacuum chamber for maintaining a vacuum and an atmospheric pressure chamber in which atmospheric pressure is applied are formed in a tundish in which molten steel is temporarily stored, and a flow control valve for controlling supply of molten steel is installed in the connection portion between the vacuum chamber and the atmospheric pressure chamber. At the bottom of the vacuum chamber provided in the dish, at least two immersion nozzles for discharging molten steel into the mold are installed to uniformly discharge the flow rates of the discharge ports on both sides of the immersion nozzle and to significantly reduce the average flow rate and to perfectly uniform the flow distribution. It is.

Description

Molten steel feeder

본 고안은 연주기의 용강 공급장치, 더욱 상세하게는 용강이 저장된 턴디쉬에 적정의 진공이 유지되게 하되 적어도 두 개의 침지노즐을 통해 용강을 공급하면서 토출유량을 제어함에 따라 용강의 토출유량과 유속분포를 균일하게 함과 아울러 응고쉘의 불균일 성장을 억제할 수 있게한 연주기의 용강 공급장치에 관한 것이다.The present invention maintains the proper vacuum in the molten steel supply device, more specifically, the tundish in which the molten steel is stored, but supplies the molten steel through at least two immersion nozzles, thereby controlling the discharge flow rate and the flow rate distribution of the molten steel. The present invention relates to a molten steel supply apparatus for a player which makes it possible to uniformize and suppress uneven growth of a solidification shell.

일반적으로, 연속주조공정은 액체상태의 용강을 응고시켜 고체상태의 얇은 사각단면을 갖는 주편(Slab)으로 만들어내는 공정으로서, 연주기의 주요구성은 도 1에서와 같이 턴디쉬(1)와 침지노즐(2)과 슬라이딩게이트(3) 및 주형(4) 등으로 되어 있다.In general, the continuous casting process is a process of solidifying molten steel in a liquid state to form a slab having a thin rectangular cross section in a solid state. The main configuration of the player is a tundish 1 and an immersion nozzle as shown in FIG. (2), the sliding gate 3, the mold 4, and the like.

턴디쉬는 래들로부터 공급받은 용강을 일시적으로 저장한 후 침지노즐의 슬라이딩게이트를 거쳐 주형내로 공급되어 이 주형에서부터 용강의 응고가 시작되어 최종 제품인 주편으로 생성되게 되며, 상기 주조과정에서 요구되는 용강의 유량은 슬라이딩게이트의 개폐조작에 의해서 제어된다.The tundish is temporarily stored in the molten steel supplied from the ladle and supplied into the mold through the sliding gate of the immersion nozzle, and solidification of the molten steel starts from the mold to be produced as the final product cast. The flow rate is controlled by the opening and closing operation of the sliding gate.

이때 상기 설비중 턴디쉬와 침지노즐 및 슬라이딩게이트 등의 장치를 통틀어 용강 공급장치라고 부른다.At this time, a device such as a tundish, an immersion nozzle, a sliding gate, and the like is called a molten steel supply device.

이러한 연속주조공정에 있어서 생산된 주편의 품질 및 조업 안전성에 관한 주요 문제점들은 초기 응고쉘의 불균일한 성장과 응고쉘의 재용융 그리고 주형 용강내의 불순물 존재여부 등에 의해 주로 발생됨으로써, 이러한 문제해결의 최우선 과제는 용강의 바람직한 유동형태를 구현하는 것이 제일 중요하다.The main problems related to the quality and operational safety of the cast steel produced in this continuous casting process are mainly caused by the uneven growth of the initial solidification shell, remelting of the solidification shell, and the presence of impurities in the molten cast steel. The challenge is to achieve the desired flow of molten steel.

바람직한 유동형태는 여려 가지 이유로 인하여 턴디쉬에서 침지노즐을 거쳐 주형내로 용강이 공급될 때 침지노즐의 출구에서의 유동 평균속도를 가능한 한 작게하고 또 속도분포도 가능한 균일할 때 가장 잘 구현된다.The preferred flow type is best realized for a variety of reasons when the molten steel is fed from the tundish via the immersion nozzle into the mold and the flow velocity at the outlet of the immersion nozzle is as small as possible and the velocity distribution is as uniform as possible.

따라서 연주관련 문제점들을 해결하기 위해서는 침지노즐 토출구에서의 유동 평균속도가 가능한 작아야 하고, 유동속도 분포도 가능한 균일해야 한다.Therefore, in order to solve performance problems, the average flow velocity at the immersion nozzle discharge port should be as small as possible and the flow velocity distribution should be as uniform as possible.

그러나 종래의 연주공정에 있어서 턴디쉬와 침지노즐 및 슬라이딩게이트 등으로 이루어지는 용강 공급장치의 대부분은 도 2에 나타낸 것처럼 침지노즐(2)의 중간에 설치된 슬라이딩게이트(3)로 인해서 침지노즐 중간 유로에서 유동 왜곡현상(5)이 필연적으로 발생하였다.However, in the conventional playing process, most of the molten steel supply apparatus including the tundish, the immersion nozzle, the sliding gate, and the like is provided in the intermediate flow path of the immersion nozzle due to the sliding gate 3 installed in the middle of the immersion nozzle 2, as shown in FIG. Flow distortion phenomenon 5 inevitably occurred.

이러한 용강의 유동 왜곡현상은 결과적으로 노즐 좌우 토출구(6)(6')에서의 유속분포(7)(7')에 대하여 평균 유속차이를 유발하여 유동의 불균일도를 증가시키게 되고, 또 어느 한쪽의 평균 유동속도(도 2에서 V1-right)를 증가시키는 대단히 나쁜 결과를 초래하게 된다.As a result, the flow distortion of the molten steel causes an average flow velocity difference with respect to the flow velocity distributions 7 and 7 'at the nozzle left and right discharge ports 6 and 6', thereby increasing the variation of the flow. Increasing the average flow rate of (V1-right in FIG. 2) results in a very bad result.

그 결과, 유동왜곡이 일어나는 경우의 최대 평균속도는 V1-right로서 왜곡이 일어나지 않은 경우를 가정한 평균속도인 V1=(V1-left + V1-right)/2보다 커지게 된다.As a result, the maximum average velocity in the case of the flow distortion is V1-right, which is larger than the average velocity V1 = (V1-left + V1-right) / 2, which assumes no distortion.

또한 평균유속을 줄이는 것은 바로 침지노즐의 단면적을 늘려야 함을 의미하는데, 기존의 한 개의 침지노즐 및 슬라이딩게이트 방식의 유량 제어장치를 사용할 경우에는 도 3에 나타낸 것처럼 턴디쉬로부터 노즐 출구까지 정수압 차이가 정해져 있으므로, 유량을 기존의 값으로 유지하려면 슬라이딩게이트(3)를 더 많이 닫아야 하였다.In addition, reducing the average flow rate means that the cross sectional area of the immersion nozzle should be increased. When using a single immersion nozzle and a sliding gate type flow control device, the hydrostatic pressure difference from the tundish to the nozzle outlet as shown in FIG. Since it is determined, the sliding gate 3 had to be closed more to maintain the flow rate at an existing value.

그러나 상기 경우에는 노즐(2)의 내부에서 용강의 유동 왜곡현상(8)이 더 심해지면서 노즐 출구의 유동분포(9)(9')도 더욱 불균일 해지게 된다.However, in this case, as the flow distortion phenomenon 8 of the molten steel becomes more severe inside the nozzle 2, the flow distributions 9 and 9 'at the nozzle outlet become more uneven.

또 최대 평균속도(도 3에서 V2-right)는 극심한 유동 왜곡현상에 의하여 도 2의 평균속도인 V1보다 크게되고, 심하게는 도2의 최대평균속도인 V1-right보다도 커질 수 있게 된다.In addition, the maximum average speed (V2-right in FIG. 3) becomes larger than the average speed V1 of FIG. 2 due to the severe flow distortion phenomenon, and can be larger than the maximum average speed V1-right of FIG.

이러한 제한적인 요인 때문에 노즐 단면적의 크기는 어느 정도 이상으로 커질 수 없으므로, 평균속도 제한에 한계가 있어서 대부분의 연주조업에 있어서 초기 응고쉘의 불균일 성장, 응고쉘의 재용융 및 개재물 혼합 등의 문제점들이 완전히 해결되지 못한 채 조업이 이루어져 왔다.Because of this limiting factor, the nozzle cross-sectional area cannot be enlarged to some extent, so there is a limit to the average speed limit, which causes problems such as uneven growth of the initial solidification shell, remelting of the solidification shell and mixing of inclusions in most performance operations. Operation has not been fully resolved.

특히 최근들어 연주조업이 점차로 고속화 되고 노즐 구경이 대단면화 되면서 노즐 출구의 토출속도가 점점 커져감에 따라 상기의 문제점들이 점점 심각해지고 있으므로, 종래의 문제점을 획기적으로 개선할 수 있는 새로운 장치의 개발이 절실히 요구되고 있는 실정이다.In particular, as the performance of the performance has gradually increased and the nozzle diameter has become large in recent years, as the discharge speed of the nozzle outlet is increased, the above problems are becoming more serious. Therefore, the development of a new device that can drastically improve the conventional problems has been developed. There is a great demand.

본 고안은 위와 같은 종래의 용강 공급장치의 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 그 목적은 용강이 저장된 턴디쉬에 진공압을 가하되 다수개의 침지노즐을 설치하여 유량 공급을 제어 할 수 있는 연주기의 용강 공급장치를 제공하는 것이다.The present invention was devised in view of the problems of the conventional molten steel supply apparatus, the purpose of which is to apply a vacuum pressure to the tundish stored molten steel, but the molten steel of the player that can control the flow rate by installing a plurality of immersion nozzles It is to provide a supply device.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 고안은, 일시적으로 용강이 저장되는 턴디쉬에 진공을 유지하는 진공실과 대기압이 작용되는 대기압실이 형성되고, 상기 진공실과 대기압실의 연결부에는 용강의 공급을 제어하는 유량제어밸브가 설치되며, 상기 턴디쉬에 구비된 진공실의 저면에는 주형내로 용강을 토출시키는 적어도 2개 이상의 침지노즐이 설치됨으로써 침지노즐의 양측 토출구의 토출유속이 균일하게되고 평균유속을 획기적으로 감소시킴과 아울러 유동분포를 균일하게 한 것이다.The present invention for achieving this purpose, a vacuum chamber for maintaining a vacuum in the tundish is temporarily stored in the molten steel and the atmospheric pressure chamber is applied to the atmospheric pressure, the flow rate for controlling the supply of molten steel in the connection between the vacuum chamber and the atmospheric pressure chamber A control valve is installed, and at least two or more immersion nozzles for discharging molten steel into the mold are installed at the bottom of the vacuum chamber provided in the tundish to uniformly discharge the flow rates of the discharge ports on both sides of the immersion nozzle and to significantly reduce the average flow rate. In addition, the flow distribution is uniform.

도 1은 일반적인 연주기의 주요 구성을 개략적으로 나타낸 단면구성도,1 is a cross-sectional view schematically showing the main configuration of a typical player;

도 2는 종래의 노즐에 설치된 슬라이딩 게이트에 의한 유동 왜곡현상을 나타낸 단면도,2 is a cross-sectional view showing a flow distortion phenomenon by a sliding gate installed in a conventional nozzle,

도 3은 종래의 슬라이딩 슬레이트 및 대구경 노즐을 채택한 상태의 유동 왜곡현상을 나타낸 단면도,3 is a cross-sectional view showing a flow distortion phenomenon in a state employing a conventional sliding slate and large diameter nozzle,

도 4 및 도 5는 본 고안의 용강 공급장치와 그 침지노즐을 발췌하여 나타낸 단면 구성도이다.4 and 5 is a cross-sectional view showing an extract of the molten steel supply apparatus and the immersion nozzle of the subject innovation.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Major Parts of Drawings>

10 : 턴디쉬 11 : 진공실10: tundish 11: vacuum chamber

12 : 대기압실 20 : 유량제어밸브12: atmospheric pressure chamber 20: flow control valve

30 : 침지노즐 31, 31' : 토출구30: immersion nozzle 31, 31 ': discharge port

40 : 주형40: mold

이하, 본 고안의 연주기의 용강 공급장치를 첨부도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, the molten steel supply apparatus of the player of the present invention as follows.

도 4는 본 고안의 용강 공급장치를 나타낸 단면구성도로서, 일시적으로 용강이 저장되는 턴디쉬(10)에 진공을 유지하는 진공실(11)과 대기압이 작용되는 대기압실(12)이 형성되고, 상기 진공실(11)과 대기압실(12)의 연결부에는 용강의 공급을 제어하는 유량제어밸브(20)가 설치되어 있다.4 is a cross-sectional view showing the molten steel supply apparatus of the present invention, a vacuum chamber 11 for maintaining a vacuum in the tundish 10 in which molten steel is temporarily stored, and an atmospheric pressure chamber 12 in which atmospheric pressure is applied, The flow rate control valve 20 which controls supply of molten steel is provided in the connection part of the said vacuum chamber 11 and the atmospheric pressure chamber 12.

상기 턴디쉬(10)에 구비된 진공실(11)의 저면에는 주형(40)내로 용강을 토출시키는 적어도 2개 이상의 침지노즐(30)이 설치되고, 이 침지노즐에는 용강을 양측방향으로 토출시키는 토출구(31)(31')가 형성되어 있다.At least two immersion nozzles 30 for discharging molten steel into the mold 40 are provided on the bottom of the vacuum chamber 11 provided in the tundish 10, and the immersion nozzles discharge holes for discharging molten steel in both directions. 31 and 31 'are formed.

도 5는 상기 침지노즐을 발췌한 것으로, 본 고안의 침지노즐(30)에는 별도의 슬라이딩게이트가 없는 원통관 형태로 제작되어 턴디쉬(10)의 진공실(11)에서 작용되는 진공압에 의해 토출유량 및 유속이 제어된다.5 is an extract of the immersion nozzle, the immersion nozzle 30 of the present invention is produced in the form of a cylindrical tube without a separate sliding gate is discharged by the vacuum pressure acting in the vacuum chamber 11 of the tundish 10 Flow rate and flow rate are controlled.

이때 상기 진공실(11)에서 작용되는 진공압은, 턴디쉬내 용강의 자유표면에서 주형내의 자유표면까지 거리를 h라 할 때, △P= p g h =7200 ×9.8×1= 7.64×E⁴Pa = 약 0.7기압이 되는데, 상기한 식에서 h를 1m라고 하였으나, 통상적으로 일반적인 연주상황에서는 그 높이가 0.~1 m 이내로 가변적이므로, 상기 진공실의 진공압은 가변적인 사항을 고려하여 0.9 기압 이하로 설정된다.At this time, the vacuum pressure acting in the vacuum chamber 11, when the distance from the free surface of the molten steel in the tundish to the free surface in the mold h, ΔP = pgh = 7200 × 9.8 × 1 = 7.64 × E ⁴ Pa = In the above formula, h is 1 m. However, in general, the height of the chamber is variable within 0. to 1 m. In general, the vacuum pressure of the vacuum chamber is set to 0.9 atm or less in consideration of the variable matter. do.

상기와 같은 본 고안은 턴디쉬(10)로부터 침지노즐(30)을 통해 주형(40)에 용강이 공급될 때 진공실(11)내의 진공압과 주형 사이의 용강 수두차(H)의 합인 총 수두차에 의해서 토출유량이 결정되므로, 진공실(11)의 진공압을 적절히 제어함에 따라 토출유량을 원하는 값으로 유지할 수 있게 된다.The present invention as described above is the total head which is the sum of the vacuum pressure in the vacuum chamber 11 and the molten steel head difference H between the mold when the molten steel is supplied to the mold 40 from the tundish 10 through the immersion nozzle 30. Since the discharge flow rate is determined by the difference, it is possible to maintain the discharge flow rate at a desired value by appropriately controlling the vacuum pressure of the vacuum chamber 11.

이때 진공실(11)내의 용강 레벨은 유량제어밸브(20)의 동작에 의해 외부의 대기압실(12)로부터 용강을 보충받게 됨으로써, 항상 일정한 상태를 유지하게 된다.At this time, the molten steel level in the vacuum chamber 11 is supplemented with molten steel from the external atmospheric pressure chamber 12 by the operation of the flow control valve 20, thereby maintaining a constant state at all times.

상기와 같은 유량제어 장치를 사용할 경우 각각의 침지노즐내의 유량을 정확하게 제어할 수 있으며, 침지노즐에서 슬라이딩게이트를 사용하지 않으므로써 총 토출면적이 침지노즐의 갯수에 비례하여 커지게 되는 반면 평균유속은 침지노즐의 갯수에 반비례하여 감소하게 된다.In the case of using the flow control device as described above, the flow rate in each immersion nozzle can be precisely controlled, and the total discharge area becomes large in proportion to the number of immersion nozzles while the sliding flow is not used in the immersion nozzle. It decreases in inverse proportion to the number of immersion nozzles.

또한 침지노즐의 관로에설치되어 유체의 유동에 장애를 끼치는 슬라이딩게이트가 없으므로 양측 토출구(31)(31')의 토출유속(V3-left)(V3-right)이 균일하게 됨으로써 불균일 분포도 완전히 사라지게 된다.In addition, since there is no sliding gate installed in the pipeline of the immersion nozzle to impede the flow of fluid, the discharge flow rate (V3-left) (V3-right) of both discharge ports 31 and 31 'becomes uniform, and thus the uneven distribution is completely eliminated. .

즉, 다수개의 노즐과 진공을 이용한 유량제어가 가능한 턴디쉬를 채택함으로써 평균유속[(V3)=V3-left=V3-right]을 획기적으로 감소시킬 수 있고 유동분포도 완벽하게 균일하게 되는 것이다.That is, by adopting a tundish capable of controlling the flow rate using a plurality of nozzles and vacuum, the average flow rate [(V3) = V3-left = V3-right] can be drastically reduced and the flow distribution is perfectly uniform.

이와 같은 본 고안의 연주기의 용강 공급장치는 탕면 토출 유속을 현저한 감소시킴과 아울러 토출구의 유량 불균일 및 유속분포의 불균현상을 방지함으로써,응고쉘의 불균일한 성장과 응고쉘의 재용융 및 개재물 혼입에 의한 문제를 현저하게 감소시킬 수 있는 효과가 있다.The molten steel supply apparatus of the present apparatus of the present invention significantly reduces the flow rate of the hot water and prevents the flow rate variation and the distribution of the flow rate distribution at the discharge port. There is an effect that can significantly reduce the problem caused by.

또한 기존의 침지노즐을 그대로 쓸 수 있어서 대단히 경제적이며, 주편의 품질을 향상시킴과 조업의 안전성을 확보할 수 있는 장점이 있다.In addition, the existing immersion nozzle can be used as it is very economical, there is an advantage to improve the quality of the cast and to ensure the safety of the operation.

Claims

In the tundish 10 in which molten steel is temporarily stored, a vacuum chamber 11 holding a vacuum and an atmospheric pressure chamber 12 acting at atmospheric pressure are formed, and a connection between the vacuum chamber 11 and the atmospheric pressure chamber 12 is made of molten steel. A flow control valve 20 for controlling supply is installed, and at least two immersion nozzles 30 for discharging molten steel into the mold 40 are installed on the bottom surface of the vacuum chamber 11 provided in the tundish 10. Molten steel supply of the player characterized by the configuration.