KR20100107756A - Ladle nozzle structure and method for pouring molten metal in mold by using the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 레들용 노즐 구조체 및 이를 이용한 주형의 합탕방법에 관한 것으로, 특히 레들 카세트의 하부에 착탈 가능하게 결합되어 단조용 강괴 제조시 주형 내의 용탕의 상부에 존재하는 분말 형태의 발열재 및 플럭스 등이 용강의 내부로 혼입되는 것을 방지하도록 그 구조가 개선된 레들용 노즐 구조체 및 이를 이용한 주형의 합탕방법에 관한 것이다.The present invention relates to a nozzle structure for a ladle and a method of mixing the mold using the same, and in particular, the heating material and the flux in the form of powder present on the upper portion of the molten metal in the mold during the manufacture of the forging ingot detachably coupled to the lower portion of the ladle cassette. The present invention relates to a nozzle structure for a ladle and a method of mixing a mold using the same, the structure of which is improved to prevent mixing into the molten steel.
일반적으로, 제강공장에서는 고철이나 혹은 선철을 제강로에 용해한 후 필요한 합금원소를 첨가하는 취련작업을 거쳐 강을 제조하게 된다.In general, a steel mill manufactures steel by dissolving scrap iron or pig iron in a steelmaking furnace and then adding necessary alloying elements.
그리고, 뒤이어 제강로에서 취련이 완료된 용강은 2차정련 작업 또는 주조작업을 위하여 레들(ladle)에 옮겨지게 된다. 이와 같이 레들은 제강공정에 있어 후속작업을 하기 위한 필수 장비이다.Subsequently, the molten steel which is finished in the steelmaking furnace is transferred to a ladle for secondary refining or casting. As such, ladles are essential equipment for subsequent work in the steelmaking process.
이러한 레들은 통상적으로 철피로 둘러싸여 있는 본체 내측에 수강하는 고열의 용강을 견딜 수 있도록 내화연와를 축조하여 구성되어 있다.These ladles are typically constructed by constructing a fire-resistant lead to withstand the high-temperature molten steel that is enclosed by a steel shell.
그리고, 하부에 형성되어 있는 출탕구에는 용강의 배출을 조정할 수 있도록 슬라이딩 개폐방식의 레들 카세트가 구비된다.Then, the tapping opening formed in the lower portion is provided with a ladle cassette of the sliding opening and closing method to adjust the discharge of the molten steel.
또한, 레들(Ladle)은 쇳물을 연속주조가 아닌 단조용 강괴로 제조하기 위하여 용강을 이동할 때도 사용된다.In addition, ladle (Ladle) is also used to move the molten steel in order to manufacture the molten steel in the forging ingot rather than continuous casting.
단조용 강괴는 조선, 풍력, 화학 용기 등에 사용되며, 단조용 강괴를 제조할 때 매크로 편석이 발생할 우려가 있으며, 이 매크로 편석은 고합금강 및 대형 강괴의 품질을 저하시키는 요인으로 작용하게 된다.Forging ingots are used in shipbuilding, wind power, chemical vessels, etc., there is a fear that macro segregation may occur when manufacturing forging ingots, this macro segregation will act as a factor to deteriorate the quality of high alloy steel and large ingots.
이러한 편석을 제거하기 위해 기존에는 합금성분을 조절할 필요가 있으며, 이를 위해 압탕을 추가하기 위한 합탕작업을 수행하고 있다.In order to remove such segregation, it is necessary to adjust the alloying components in the past, and for this purpose, a mixing operation for adding a pressure bath is performed.
이러한 합탕작업시 주형의 상부에 압탕이 담겨진 레들을 이동시켜 상부에서 용탕을 낙하시켜 합탕하는 과정에서 주형 내의 용탕면에 대류가 발생한다.During the mixing operation, convection occurs in the molten metal in the mold in the process of dropping the molten metal from the upper portion by moving the ladle containing the pressure in the upper portion of the mold.
주형 내의 용탕면에서 대류가 발생할 경우, 용탕의 상부에 존재하는 발열제 및 플럭스(flux)등이 용탕의 내부로 유입되어 단조용 강괴의 품질을 저하시켜 제품의 불량을 야기시킨다.When convection occurs in the molten metal in the mold, a heat generating agent and a flux, which are present in the upper portion of the molten metal, flow into the molten metal and deteriorate the quality of the forging ingot, causing product defects.
본 발명은 상기한 제반 문제점을 감안하여 이를 해결하고자 제안된 것으로, 그 목적은 단조용 강괴의 제조시 주형 내에 합탕하는 과정에서 용탕면에서 대류가 발생되어 불순물인 발열제 및 플러스 등이 혼입되는 것을 차단할 수 있도록 그 구조가 개선된 레들용 노즐 구조체 및 이를 이용한 주형의 합탕방법을 제공하는 데 있다.The present invention has been proposed in view of the above-mentioned problems, and an object thereof is to prevent convection in the molten surface during mixing in a mold during the production of forging ingots, thereby preventing the incorporation of heat generating agents and pluses as impurities. It is to provide a nozzle structure for the ladle structure and the method of mixing the mold using the same so that the structure is improved.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 레들의 출탕구의 개폐를 조절하는 레들 카세트의 하부에 결합수단을 매개로 착탈 가능하게 결합되며, 내부에 중공이 형성된 레들용 노즐을 구비한 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object is detachably coupled to the lower portion of the ladle cassette for controlling the opening and closing of the hot water outlet of the ladle through a coupling means, characterized in that it comprises a nozzle for the ladle hollow formed therein .
상기 결합수단은 상기 레들 카세트의 하부면에 형성된 록킹홈부와,The coupling means includes a locking groove formed on the lower surface of the ladle cassette,
상기 레들용 노즐의 상부에 상기 록킹홈부에 대응되도록 돌출된 돌기부를 구비하여서,Providing a protrusion protruding to correspond to the locking groove in the upper portion of the nozzle for the ladle,
상기 레들용 노즐이 상기 레들 카세트의 하부에 록킹 결합된다.The nozzle for the ladle is locked to the bottom of the ladle cassette.
상기 레들용 노즐은 상부에 상기 중공을 향해 하향 경사진 각도를 갖도록 외측으로 연장되는 연장부가 형성된다.The nozzle for the ladle is formed with an extension extending outward to have an angle inclined downward toward the hollow at the top.
상기 레들용 노즐의 일측에 배치되며 외부로부터 공급되는 가스를 상기 중공의 내부로 공급하기 위한 가스공급부를 더 구비한다.The gas supply unit is disposed on one side of the nozzle for the ladle and supplies gas supplied from the outside into the hollow.
본 발명의 다른 특징적인 요소로는, 레들을 용탕이 담겨진 주형의 상부로 이 송하고, 상기 레들의 하부에 결합된 레들용 노즐을 상기 주형의 용탕면보다 하측의 용탕 내부에 침지시키는 침지단계와,Another characteristic element of the present invention is an immersion step of transferring the ladle to the upper portion of the mold containing the molten metal, and immersing the nozzle for the ladle coupled to the lower portion of the mold in the lower molten metal than the molten surface of the mold;
상기 용탕 내부에 침지된 레들용 노즐을 통해 상기 상기 레들 내의 압탕을 상기 주형의 용탕면보다 하측의 용탕 내부로 주입하는 주입단계를 포함한 것을 특징으로 한다.And an injection step of injecting the pressure in the ladle into the molten metal lower than the molten surface of the mold through the ladle nozzle immersed in the molten metal.
상기 주입단계에서 상기 레들용 노즐의 내부로 가스를 주입하는 단계를 더 구비한다.Injecting the gas into the interior of the nozzle for the ladle further comprises the step of injecting.
본 발명은 단조용 강괴의 제조시 주형 내에 합탕하는 과정에서 용탕면에서 대류가 발생되어 불순물인 발열제 및 플러스 등이 혼입되는 것을 차단할 수 있도록 한 것인 바, 이에 따르면 본 발명은 레들 내의 압탕을 주형 내 용탕 내부로 합탕하는 과정에서 대류가 용탕면보다 하측에 형성되도록 함으로써, 용탕면을 안정시켜 불순물의 용탕내 혼입을 방지함과 아울러, 단조용 강괴의 표면 품질을 향상시킬 수 있는 등의 유용한 효과를 갖는다. The present invention is to prevent convection is generated in the molten surface in the process of mixing in the mold during the production of the forging ingot to prevent the mixing of the heating element and the plus, such as impurities, according to the present invention is to mold the pressure in the ladle The convection is formed below the molten surface in the process of agitation inside the molten metal, thereby stabilizing the molten surface to prevent incorporation of impurities into the molten metal and improving the surface quality of the forging ingot. Have
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명에 따른 레들용 노즐 구조체는, 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명하면, 그 구성은 레들(10)의 하부면에 형성된 출탕구(25)의 개폐를 조절하는 레들 카세트(20)와, 레들 카세트(20)의 하부에 착탈 가능하도록 결합수단을 매개로 결합되 고 내부에 압탕의 주입을 가이드하는 중공(110)이 형성된 관 형태의 레들용 노즐(100)로 구성된다.The nozzle structure for a ladle according to the present invention, when described with reference to Figures 1 to 3, the configuration is a
레들 카세트(20)는 슬라이딩 개폐방식으로 레들(10)의 출탕구(25) 개폐를 조절하는 구조는 공지와 동일한 구성을 갖는다.
레들용 노즐(100)은 상부에 중공(110)을 향해 하향 경사진 각도를 갖도록 외측으로 연장되는 연장부(102)가 형성된 깔대기 형상을 갖는다.The
더 상세히 설명하면, 결합수단은 레들 카세트(20)의 하부면에 록킹홈부(210)가 형성되고, 레들용 노즐(100)의 상부에 록킹홈부(210)에 대응되도록 돌출된 돌기부(220)로 구성된 것으로, 레들용 노즐(100)이 레들 카세트(20)의 하부에 록킹 결합되는 구조로 된 것이다.In more detail, the coupling means includes a
록킹홈부(210)는 출탕구(25)를 기준으로 서로 이격된 복수개의 홈으로 구성되고, 홈의 입구가 되는 일단 부위(210a)가 타단 부위(210b)보다 직경이 큰 구조로 형성되어 있다.The
이는, 레들용 노즐(100)의 돌기부(220)가 록킹홈부(210)에 진입된 후에 회전동작으로 록킹 결합시키기 위함이다.This is for locking coupling in a rotational operation after the
이때, 결합수단은 위의 설명과 반대로 록킹홈부(210)가 레들용 노즐(100)에 형성되고, 돌기부(220)가 레들 카세트(20)의 하부면에 돌출되게 형성된 구조를 채택할 수도 있다.In this case, the coupling means may have a structure in which the
그리고, 레들용 노즐(100)은 용탕(1)의 온도에 대해 내구성을 만족하도록 내화물 소재로 구성된 것이 바람직하다.The
또한, 레들용 노즐(100)의 내부에 냉각수가 공급되는 냉각자켓이 형성될 수도 있으나, 냉각수의 누수가 발생될 경우 용탕(1)과 접촉되면서 폭발할 우려가 있으므로 바람직하지 않다.In addition, a cooling jacket for supplying cooling water may be formed inside the
더 바람직하게는, 레들용 노즐(100)은 일측에 배치되도록 연결되며 외부로부터 공급되는 가스를 중공(110)의 내부로 공급하기 위한 가스공급부(150)를 더 구비한다.More preferably, the nozzle for the
가스공급부(150)는 레들(10)의 내부에 담겨진 압탕의 출탕을 보조하기 위해 외부로부터 공급되는 가스를 레들용 노즐(100)의 중공(110) 내부로 공급하는 배관으로 구성된다.The
여기서 가스는 불활성 가스인 아르곤 가스를 채택하는 것이 바람직하다.It is preferable to adopt argon gas which is an inert gas here.
이러한 구성을 갖는 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.The operation of the present invention having such a configuration will now be described.
레들(10)의 합탕 작업전에 레들용 노즐(100)을 레들 카세트(20)의 하부에 결합시키는 과정은, 앞서 설명한 바와 같이, 레들용 노즐(100)에 형성된 돌기부(220)를 록킹홈부(210)의 입구측으로 진입시킨 후에 회전시킴으로써, 돌기부(220)가 입구측보다 상대적으로 직경이 좁은 타단 부위(210b)측으로 이동되면서 돌기부(220)의 이탈이 제한된다.The process of coupling the
이로 인해 레들용 노즐(100)이 레들 카세트(20)의 하부에 록킹 결합됨과 아울러, 레들(10)의 출탕구(25)와 레들용 노즐(100)의 중공(110)이 동일한 수직선상에 위치하게 된다.As a result, the
이러한 레들용 노즐(100)이 레들 카세트(20)에 조립된 후에 단조용 강괴를 제조하는 주형(30)의 용탕(1)에 레들(10) 내의 압탕을 합탕하는 합탕과정을 수행할 수 있다.After the
본 발명 레들용 노즐 구조체를 이용한 주형(30)의 합탕방법은, 레들용 노즐(100)이 결합된 레들(10)을 기중기를 이용하여 단조용 강괴를 제조하기 위한 주형(30)의 상부로 이송한다.In the method of mixing the
이어서, 기중기로 레들(10)을 하강시켜 레들 카세트(20)의 하부에 결합된 레들용 노즐(100)의 단부를 주형(30) 내의 용탕(1) 내부로 침지시키는 침지단계를 수행한다.Subsequently, the
이때, 레들용 노즐(100)의 하단부가 주형(30) 내의 용탕면(1a)보다 하측에 위치하도록 침지시키되, 레들용 노즐(100)의 하단부 침지 위치는 주형(30)의 높이에 대해 용탕면(1a)을 기준으로 1/3 ~ 2/3 높이에 해당되는 위치가 바람직하다.At this time, the lower end of the
이는 주형(30)의 높이에 비해 1/3 상측 지점보다 더 높을 경우에는 용탕면(1a)과 너무 근접된 위치에 대류가 형성되어 용탕면(1a)의 상부에 존재하는 발열재 및 플럭스가 하측으로 혼입될 우려가 있으며, 2/3 지점 보다 더 낮을 때에는 주형(30)의 바닥면과 가깝기 때문에 대류 형성에 오히려 지장을 줄 우려가 있을 뿐만 아니라, 레들용 노즐(100)의 길이를 상대적으로 길게 형성시켜야 하는 제약이 있다.This is higher than the 1/3 upper point compared to the height of the
이어서, 레들 카세트(20)를 개방시켜 레들(10)의 출탕구(25)를 개방함으로써, 레들(10) 내의 압탕을 주형(30) 내로 주입하는 주입단계를 수행한다.Then, the
주입단계는 레들(10) 내의 압탕이 레들용 노즐(100)의 중공(110)을 따라 하 측으로 내려와 주형(30) 내의 용탕(1)과 합탕되는 과정을 갖는다.The injection step has a process in which the hot water in the
이로 인해, 용탕면(1a)보다 하측에 레들(10) 내의 압탕이 주입됨에 따라 용탕(1)의 하부에서 상부로 향하는 대류가 형성되며, 이 대류에 의해 용탕면(1a)의 상부면에 존재하는 불순물(2)인 발열제 및 플럭스 등의 내부 혼입을 줄일 수 있다.For this reason, as the molten metal in the
한편, 가스공급부(150)가 구비된 경우에는, 불활성 가스인 아르곤 가스를 레들용 노즐(100)의 중공(110) 내부로 주입함에 따라, 가스의 압력에 의해 레들(10) 내의 압탕이 주형(30) 내의 용탕(1) 내부로 용이하게 주입된다.On the other hand, when the
또한, 상기한 가스의 압력으로 인해 압탕의 주입이 용이할 뿐만 아니라, 대류 형성에 도움을 주게 된다.In addition, the pressure of the gas not only facilitates injection of the hot water, but also helps in convection formation.
따라서, 본 발명은 단조용 강괴를 제조하는 주형(30)의 합탕 작업시 레들(10)의 압탕을 레들용 노즐(100)을 이용하여 주형(30) 내의 용탕(1) 내부로 주입하도록 유도하여 용탕면(1a) 상부에 존재하는 불순물(2)의 혼입을 차단함으로써, 용탕면(1a)을 안정화시켜 플럭스의 효과를 지속적으로 유지할 수 있을 뿐만 아니라, 산화방지 및 열손실을 방지하고 단조용 강괴의 표면 품질을 향상시킬 수 있다.Therefore, the present invention induces the injection of the pressure of the
도 1은 본 발명에 따른 레들용 노즐 구조체를 나타낸 분해 사시도.1 is an exploded perspective view showing a nozzle structure for a ladle according to the present invention.
도 2는 본 발명의 결합상태도.2 is a combined state of the present invention.
도 3은 본 발명의 사용상태도.3 is a state diagram used in the present invention.
도 4는 본 발명 레들용 노즐에 가스공급부가 추가된 상태를 나타낸 도면.Figure 4 is a view showing a state in which a gas supply is added to the nozzle for the present invention ladle.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
1 : 용탕 1a : 용탕면1:
2 : (발열제나 플럭스 등의)불순물2: impurity (such as heat generating agent or flux)
10 : 레들 20 : 레들 카세트10: ladle 20: ladle cassette
25 : 출탕구 30 : 주형25: spout 30: mold
100 : 레들용 노즐 102 : 연장부100
110 : 중공 150 : 가스공급부110: hollow 150: gas supply unit
210 : 록킹홈부 220 : 돌기부210: locking groove 220: projection
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