KR20120074670A - Rapid pre-heated tundish - Google Patents

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KR20120074670A
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Abstract

PURPOSE: A tundish capable of being rapidly preheated is provided to prevent the inflow of impurities into molten metal, and to minimize internal damages to a ceramic crucible. CONSTITUTION: A tundish capable of being rapidly preheated comprises a ceramic crucible(130), a spiral torch spark guide(140),a permanent lining, a steel shell(100), a flame inlet pipe(110), a flame outlet pipe(120), and a ceramic nozzle(170). The spiral torch spark guide winds an outer wall of the ceramic crucible at least one time. The permanent lining comprises refractory materials enclosing the spiral torch spark guide. The steel shell encloses the permanent lining. The flame inlet and outlet pipes are respectively installed in lateral lower and upper ends of the steel shell, and protruded outside. The flame inlet and outlet pipes fire sparks of a torch to the inside. The ceramic nozzle is penetrated through a lower center of the steel shell and a lower part of the ceramic crucible.

Description

급속 예열 가능한 턴디쉬 {Rapid pre-heated tundish }Rapid pre-heated tundish {Rapid pre-heated tundish}

본 발명은 분사 공정을 이용하여 금속분말을 제조하는 공정에서 사용되는 턴디쉬를 급속하게 가열하는 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 턴디쉬 내부의 세라믹 도가니(130)의 하부를 토치를 통해 직접 가열함으로서 용탕 토출 세라믹 노즐(170)이 30분 안에 1,300℃ 이상의 온도에 도달하게 만드는 장치를 포함하는 급속 예열 가능한 턴디쉬에 관한 것이다.
The present invention relates to an apparatus for rapidly heating a tundish used in a process of manufacturing a metal powder using a spraying process, and more particularly, directly heating a lower portion of the ceramic crucible 130 inside the tundish through a torch. And a rapid preheatable tundish comprising an apparatus for causing the melt discharging ceramic nozzle 170 to reach a temperature of 1,300 ° C. or higher in 30 minutes.

분사 공정(atomization process)이란 자유낙하하는 용융금속 줄기에 고압의 유체(공기, 물, 기름 등)를 고속충돌시킨 충격량을 이용하여 미세한 금속 액적으로 분리 후 급냉시켜 수~수십 ㎛ 크기의 금속분말을 제조하는 공정이다.
The atomization process uses a shock amount obtained by high-speed impact of high-pressure fluids (air, water, oil, etc.) onto a free-falling molten metal stem, and then quenched by fine metal droplets. It is a process of manufacturing.

분사 공정으로 제조된 금속분말은 자동차 및 기계, 정밀 전자부품 등에 필요한 복잡한 형상을 가지는 소결용 부품의 원료로 널리 사용되고 있으며, 특히 철계 분말의 사용 비중이 전체의 60% 이상을 점유하고 있다. 철계 분말 사용량은 2010년에는 6만톤 이상의 철계 분말이 사용될 것으로 예상되며, 세계시장은 2010년에 120만톤 이상의 수요량이 예상되고 있다.
Metal powders produced by the spraying process are widely used as raw materials for sintering parts having complex shapes required for automobiles, machinery, precision electronic parts, etc., and in particular, the use of iron-based powders accounts for 60% or more of the total. Iron-based powder usage is expected to use more than 60,000 tons of iron-based powder in 2010, the global market is expected to demand more than 1.2 million tons in 2010.

분사 공정을 통해 철계 분말을 제조하려면 모금속인 철계 잉곳을 유도로에 용융시킨 1500oC 이상의 온도를 가진 용탕을 고온으로 예열된 턴디쉬에 출탕하여 수 mm 직경의 세라믹 노즐을 통하여 턴디쉬 하부의 분사를 위한 챔버로 줄기 형태로 자유낙하시켜 주어야 한다.
In order to manufacture the iron powder through the spraying process, a molten metal having a temperature of 1500 o C or more, in which a molten iron ingot, which is a parent metal, is melted in an induction furnace, is melted in a preheated tundish and sprayed under the tundish through a ceramic nozzle of several mm diameter. The chamber should be freely dropped in the form of a stem.

이 때, 턴디쉬의 예열이 충분하지 못하면 고온의 용탕이 재응고되어 세라믹 노즐을 막히게 하여 공정을 중단해야하는 문제점이 발생하기도 한다. 공정이 중단되면 재응고된 용탕의 재활용도 어려워지므로 불필요한 턴디쉬 장치 보수 작업의 비용, 시간이 소비되어 공정효율이 낮아지게 된다.
In this case, if the preheating of the tundish is not sufficient, a problem arises in that the hot molten metal is resolidified to clog the ceramic nozzle and the process is stopped. If the process is stopped, it is difficult to recycle the re-solidified molten metal. Therefore, the cost and time of unnecessary tundish device repair work are consumed, resulting in lower process efficiency.

또한, 만족할 수준의 예열도에 도달하기 위해 장시간 예열하게 되면 턴디쉬의 세라믹 도가니에 손상을 줄 가능성이 있으며 공정 시간의 장기화로 인한 효율의 저하도 생긴다.
In addition, when preheated for a long time to reach a satisfactory preheating degree, it is possible to damage the ceramic crucible of the tundish, and the efficiency decreases due to the prolonged processing time.

아울러, 턴디쉬 내부에 직접 토치 불꽃을 쏘아 가열하는 방식은 효율적이긴 하나 공정도중 외부의 열공급이 없어 턴디쉬 온도를 일정하게 유지하기 어려우며, 용탕이 직접 닿는 세라믹 도가니 표면에 토치 연소 가스로부터 발생된 불순물이 흡착되어 원하는 조성의 분말 제조에 어려움이 생길 수도 있다.
In addition, although the method of heating the torch flame directly inside the tundish is efficient, there is no external heat supply during the process, so it is difficult to keep the tundish temperature constant, and impurities generated from the torch combustion gas on the surface of the ceramic crucible directly contacted with the molten metal The adsorption may cause difficulty in preparing a powder having a desired composition.

따라서, 본 발명의 목적은 상술한 세라믹 노즐 막힘, 장시간 예열로 인한 공정효율 저하, 턴디쉬 내부 직접 가열로 인한 도가니 손상 및 불순물 제어 곤란 등의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 도가니 내부를 직접 가열하는 방식이 아닌 도가니 외부의 가열만으로 세라믹 노즐(170)로 분사되는 용탕이 재응고되지 않을 만큼 고온으로 급속하게 예열 가능한 턴디쉬를 제공하는 데 있다.
Therefore, an object of the present invention is to solve the problems such as clogging of the ceramic nozzle, process efficiency due to long time preheating, crucible damage and difficulty controlling impurities due to direct heating inside the tundish, and the method of directly heating the inside of the crucible This is to provide a tundish that can be preheated rapidly at a high temperature so that the molten metal injected into the ceramic nozzle 170 is not resolidified only by heating outside the crucible.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에서는 분사 공정의 턴디쉬 예열에 있어서, 턴디쉬 외부 표면의 한 위치에 토치 불꽃을 쏘아 급속하게 전체적인 가열이 가능하도록 턴디쉬의 내부에 위치하는 세라믹 도가니 외벽(150)을 1회 이상 휘감고 있는 통로 형상의 나선형 토치 불꽃 가이드(140)를 추가해 줌으로서 불꽃이 가이드를 따라 회전하며 화출관(120)으로 나가도록 하여 전체적으로 균일하면서도 급속한 예열이 가능한 턴디쉬를 제공한다.
In order to achieve the above object, in the present invention, in the tundish preheating of the spraying process, the ceramic crucible outer wall 150 positioned inside the tundish so as to rapidly heat the whole by shooting a torch flame at a position on the tundish outer surface. ) By adding a spiral shaped torch flame guide 140 wound around one or more times so that the flame rotates along the guide and exits to the discharge pipe 120, thereby providing a tundish capable of a uniform and rapid preheating as a whole.

본 발명에 의한 급속 예열 가능한 턴디쉬는 턴디쉬 내부의 세라믹 도가니(130)를 토치 불꽃을 쏘아 예열할 때 내부 구조에 변화를 줌으로서 혁신적으로 예열 시간을 단축하여 공정 효율을 높이고, 간접 가열 방식이므로 세라믹 도가니 내부의 손상을 최소화함과 동시에 용융금속으로의 불순물 유입도 억제하는 효과가 있다.
The fast preheatable tundish according to the present invention changes the internal structure when the ceramic crucible 130 inside the tundish is fired by preheating the torch flame, thereby innovatively shortening the preheating time, thereby increasing process efficiency and indirect heating. Minimize damage to the ceramic crucible and at the same time has the effect of suppressing the influx of impurities into the molten metal.

도 1은 종래의 턴디쉬 예열 방법에 대한 모식도(기존방식1)이다.
도 2는 종래의 턴디쉬 예열 방법에 대한 모식도(기존방식2)이다.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 턴디쉬 예열 방법에 대한 모식도이다.
1 is a schematic diagram (conventional method 1) of a conventional tundish preheating method.
2 is a schematic diagram of a conventional tundish preheating method (conventional method 2).
3 to 5 are schematic views of the tundish preheating method of the present invention.

이하, 본 발명을 상세히 설명하면 하기와 같다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명은 분사공정을 이용하여 금속분말을 제조하는 공정에서 사용되는 급속 예열 가능한 턴디쉬에 관한 것이다. 즉, 용탕(Molten steel)을 저장하고 주형(분사를 위한 챔버)으로 분배를 위한 턴디쉬를 급속 예열 가능하게 하는 것으로서, 본 발명은
The present invention relates to a fast preheatable tundish used in the process of producing a metal powder using a spraying process. That is, by storing molten steel and enabling rapid preheating of the tundish for dispensing into a mold (chamber for spraying), the present invention

용탕을 담을 수 있도록 상부가 개방된 형태로 형성된 턴디쉬에 있어서, In the tundish formed in the shape of the upper open to contain the molten metal,

상기 턴디쉬의 내부에 위치하는 상부가 개방된 세라믹 도가니(130);An open ceramic crucible 130 positioned inside the tundish;

상기 세라믹도가니 외벽(150)을 1회 이상 휘감고 있는 통로 형상의 나선형 토치 불꽃 가이드(140);A spiral torch flame guide 140 having a passage shape wound around the ceramic crucible outer wall 150 at least once;

상기 나선형 토치 불꽃 가이드(140)를 둘러싸고 있는 내화물로 구성된 영구장;Permanent field consisting of the refractory surrounding the spiral torch flame guide 140;

상기 영구장을 둘러싸고 있는 철피(100);A shell 100 surrounding the permanent field;

상기 철피(100) 측면 하단에 외부로 돌출되도록 설치되어 토치 불꽃를 쏘아 넣어주는 화입관(110);A fire pipe 110 installed to protrude to the outside at the bottom side of the iron shell 100 to shoot a torch flame;

상기 철피(100) 측면 상단에 외부로 돌출되도록 설치되어 상기 화입관(110)를 통해 투입된 토치 불꽃이 배출되는 화출관(120); 및An emission pipe 120 installed to protrude outward from the upper side of the iron shell 100 to discharge the torch flame input through the injection pipe 110; And

상기 세라믹 도가니(130) 하부와 상기 철피(100)의 하부 중앙을 관통하는 세라믹 노즐(170);을 포함하되,And; a ceramic nozzle 170 penetrating the lower center of the ceramic crucible 130 and the lower center of the iron shell 100;

상기 화입관(110)과 상기 나선형 토치 불꽃 가이드(140)및 상기 화출관(120)은 통로 형상으로 연결되어 있고, The fire pipe 110, the spiral torch flame guide 140 and the fire pipe 120 is connected in a passage shape,

상기 화입관(110)으로 투입된 토치 불꽃은 상기 세라믹 도가니 내벽(160) 및 상기 세라믹 노즐(170)에 직접 닿지 않는 것을 특징으로 하는 급속 예열 가능한 턴디쉬를 제공한다.
The torch flame introduced into the fire pipe 110 does not directly contact the ceramic crucible inner wall 160 and the ceramic nozzle 170 to provide a quick preheatable tundish.

상기 나선형 토치 불꽃 가이드(140)는 상기 화입관(110)에서 시작하여 상기 화출관(120)에서 끝나는 것을 특징으로 하고, 또한 상기 화입관(110)은 토치를 시건할 수 있는 시건부를 포함할 수 있다. 또한, 상기 화입관(110)은 턴디쉬의 철피 측면 하부의 한쪽으로 편향되어 설치될 수 있고, 상기 화출관(120)은 상기 나선형 토치 불꽃 가이드(140)에 따라 진행하는 불꽃의 최종 방향에 맞추어 지도록 설치될 수 있다.
The spiral torch flame guide 140 is characterized in that it starts from the fire pipe 110 and ends in the fire pipe 120, the fire pipe 110 may also include a key that can be used to lock the torch. have. In addition, the fire pipe 110 may be installed to be deflected to one side of the lower side of the iron shell of the tundish, the fire pipe 120 is in accordance with the final direction of the flame proceeds along the spiral torch flame guide 140 Can be installed to build.

일반적으로 분사공정에 있어서, 고온의 용탕은 작은 내경을 갖는 노즐을 통해 주입되고, 상온의 가스와 노즐 하부에서 만나 분화하게 되므로 분화되기 전 용탕의 응고에 의해 노즐하부가 막히는 현상이 발생하게 된다. 이러한 노즐 막힘 현상은 고융점을 갖는 비금속 개재물의 노즐 유입, 고온의 용탕과 상온 가스와의 접촉으로 인한 노즐 하부의 파손, 챔버 내부 압력 변화에 의한 노즐부 용탕 공급불량 등이 원인이 되고 있으나, 노즐부를 통과하는 적은 양의 용탕의 온도 저하에 의한 용탕 응고가 가장 기본적인 원인이다. 약 1500~1600℃이상으로 고온용해된 용탕은 용해로에서 출탕되어 탕로를 거쳐 턴디쉬로 이송되는 과정에서 온도가 일부 저하된다.
In general, in the spraying process, a high temperature molten metal is injected through a nozzle having a small inner diameter, and is formed to meet at a lower temperature of the gas and the lower part of the nozzle, thereby clogging the lower part of the nozzle due to solidification of the molten metal before being differentiated. The nozzle clogging is caused by nozzle inflow of non-metallic inclusions having a high melting point, breakage of the lower part of the nozzle due to contact between high temperature melt and room temperature gas, and poor supply of nozzle melt due to pressure change in the chamber. Melt coagulation by lowering the temperature of a small amount of molten metal passing through the part is the most basic cause. The molten metal melted at a temperature of about 1500-1600 ° C. or higher is partially lowered in the process of tapping in the melting furnace and being transferred to the tundish through the furnace.

상기 분사공정에서 분사 도중 용탕의 온도가 저하되는 것을 방지할 목적으로 출탕 전 용탕의 온도를 지나치게 높여서 출탕하는 경향이 있다. 이처럼 승온된 용탕은 탕로와 턴디쉬를 거치는 동안 일정 부분 온도가 저하되어도 노즐 부위에서 응고되지 않을 만큼의 잠열을 갖게 되지만 과다한 용탕 온도의 상승으로 인해 용탕의 산화 손실이 높아지게 되고 노체 내화물이 침식되어 수명이 저하될 뿐만 아니라 침식된 내화물은 용탕중에 용해되지 않는 고융점의 비금속성 개재물을 형성하여 출탕시 용탕과 함께 노늘부위에 유입되어 노즐 막힘현상의 또 다른 요인이 되고 있다.
In the spraying step, the temperature of the molten metal before tapping is excessively increased in order to prevent the temperature of the molten metal from being lowered during the spraying. The heated molten metal has latent heat that does not solidify at the nozzle part even though the temperature decreases during the course of the furnace and the tundish, but the oxidation loss of the molten metal increases due to the excessive rise of the molten temperature and the life of the furnace refractory is eroded. In addition to the deterioration, the eroded refractory forms high melting point non-metallic inclusions that do not dissolve in the molten metal, and flows into the cutout portion together with the molten metal at the time of tapping to become another cause of nozzle clogging.

따라서 적정 용탕 온도를 유지하는 것은 노즐 막힘현상뿐만 아니라 생산성에도 직접적인 영향을 미치는 중요한 인자라고 할 수 있다.
Therefore, maintaining the proper melt temperature is an important factor directly affecting the productivity as well as nozzle clogging.

따라서 상기 분사공정을 이용하여 금속분말을 제조하는 공정에 있어서, 상기 턴디쉬로 용탕을 공급받기 전 적정 용탕 온도를 유지하면서 용탕의 온도저하 및 분사용 노즐의 막힘현상을 제거하기 위한 방안으로 상기 턴디쉬를 용탕온도의 약 80~90% 수준으로 예열하는 것이 필요하다.
Therefore, in the process of manufacturing the metal powder using the spraying process, the turn to reduce the temperature of the molten metal and blockage of the nozzle for spraying while maintaining the proper molten metal temperature before the molten metal is supplied to the tundish. It is necessary to preheat the dish to about 80-90% of the melt temperature.

본 발명의 급속 예열 가능한 턴디쉬는 그 내부에 위치하는 세라믹 도가니 외벽(150)을 휘감고 있는 나선형 토치 불꽃 가이드(140)를 따라서 불꽃이 턴디쉬 내부의 세라믹 도가니의 외벽을 전체적으로 휘돌아 갈 수 있는 구조를 만들어 줌으로서 턴디쉬 내부의 세라믹 도가니(130)가 균일하게 빠른 속도로 가열되는 원리를 이용한 것으로 턴디쉬 내부의 세라믹 도가니(130) 하부를 토치 불꽃을 통해 직접 가열함으로서 용탕 토출 세라믹 노즐(170)이 30분 안에 1,300℃ 이상의 온도에 도달하게 하는 효과가 있다.
The rapid preheatable tundish of the present invention has a structure in which a flame can circulate entirely on the outer wall of the ceramic crucible in the tundish along the spiral torch flame guide 140 wound around the ceramic crucible outer wall 150 located therein. By using the principle that the ceramic crucible 130 inside the tundish is heated at a uniformly high speed by heating the lower portion of the ceramic crucible 130 inside the tundish through a torch flame. It has the effect of reaching temperatures above 1,300 ° C in 30 minutes.

따라서 본 발명에 따르면, 세라믹 노즐 막힘, 장기간 예열로 인한 공정효율 저하, 턴디쉬 내부 직접 가열로 인한 도가니 손상 및 불순물 흡착 등의 문제 없이 분사공정을 이용한 금속분말의 제조가 가능하게 된다.
Therefore, according to the present invention, it is possible to manufacture the metal powder using the spraying process without problems such as clogging of the ceramic nozzle, process efficiency deterioration due to long-term preheating, crucible damage and adsorption of impurities due to direct heating inside the tundish.

또한, 상기와 같이 토치 불꽃(화염)으로 턴디쉬를 예열하는 방법은 가격이 저렴하고 좁은 공간에 설치가 가능한 장점을 가지고 있다.
In addition, the method of preheating the tundish with a torch flame (flame) as described above has the advantage that it is inexpensive and can be installed in a narrow space.

이하, 첨부된 도면에 근거하여 본 발명의 일실시예인 턴디쉬 예열 공정을 설명한다.
Hereinafter, a tundish preheating process according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도1과 도2는 종래의 턴디쉬 예열 시스템 구조의 모식도이고 도3 내지 도5는 본 발명의 턴디쉬 예열 시스템 구조의 모식도를 도시한 것이다.
1 and 2 are schematic diagrams of a conventional tundish preheating system structure, and FIGS. 3 to 5 are schematic diagrams of a tundish preheating system structure of the present invention.

종래의 턴디쉬 예열 시스템 구조는 도1에 나타낸 바와 같이, 턴디쉬 하부에 토치를 고정하여 화입관(30)에 불꽃을 쏘아주며 토치 고정부의 반대쪽 상단에 화출관(40)를 만들어 불꽃이 빠져나가면서 세라믹 도가니(20)를 예열하도록 구조가 되어있다.
In the conventional tundish preheating system structure, as shown in FIG. 1, the torch is fixed to the lower part of the tundish to shoot the flame in the fire tube 30, and the flame is discharged by making the fire tube 40 on the upper side opposite the torch fixing portion. It is structured to preheat the ceramic crucible 20 while going out.

반면에, 본 발명의 턴디쉬 예열 시스템 구조는 도3 내지 도5에 나타낸 바와 같이, 턴디쉬 하부의 한 쪽으로 편향되게 토치를 고정하여 원형 구조물의 법선방향으로 불꽃을 쏘아주며 불꽃이 도가니 외벽을 전체적으로 휘돌도록 나선형으로 내부에 통로 형상의 가이드 구조를 만들어 주어 최종적으로 불꽃이 진행하는 방향에 맞춰지도록 턴디쉬 상부의 한 쪽 법선 방향으로 화출관(120)를 만들어 주었다.
On the other hand, the tundish preheating system structure of the present invention, as shown in Figs. 3 to 5, fixes the torch to be deflected to one side of the bottom of the tundish to shoot the flame in the normal direction of the circular structure, and the flame as a whole to the outer wall of the crucible. The spirally circumferential guide structure was formed in a spiral shape so that the fire tube 120 was made in one normal direction of the upper portion of the tundish so as to be finally aligned with the direction in which the flame proceeds.

상기와 같이, 불꽃이 턴디쉬 내부의 세라믹 도가니의 외벽을 전체적으로 휘돌아 갈 수 있는 구조를 만들어 줌으로서 도가니가 균일하게 빠른 속도로 가열되고 편심 가열되는 문제로 인한 열손실이 줄어들어 용탕이 토출되는 세라믹 노즐 부분까지 열전도를 통해 간접 가열되어 용탕의 재응고 현상이 발생하지 않는 충분한 고온에 빠른 시간 안에 도달할 수 있었다.
As described above, the flame creates a structure in which the outer wall of the ceramic crucible inside the tundish can be swung throughout, thereby reducing the heat loss due to the problem that the crucible is heated at a high speed uniformly and eccentrically, thereby discharging the molten metal. By indirect heating through the heat conduction to the part, it was possible to reach a high temperature fast enough to prevent resolidification of the melt.

이때, 상기 나선형 토치 불꽃 가이드(140)의 상승각도는 10~20도를 유지하는 것이 바람직하다. 상기 범위를 벗어나면 기대하는 효과를 발휘하기 어려운 바, 상기 각도를 유지하는 것이 중요하다.
At this time, the rising angle of the spiral torch flame guide 140 is preferably maintained to 10 to 20 degrees. If it is out of the range, it is difficult to achieve the expected effect, it is important to maintain the angle.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명하지만, 본 발명이 이들 예로만 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited only to these examples.

[실시예 1]
[Example 1]

본 발명을 적용함으로써 얻을 수 있는 세가지 효과를 구체적으로 산출하기 위하여 철 잉곳을 유도로에 용융시켜 철계 분말을 수분사 공정을 통해 제조하였다.
In order to specifically calculate the three effects obtained by applying the present invention, the iron ingot was melted in an induction furnace to prepare an iron powder through a water spray process.

또한, 비교를 위해 도1의 종래의 방식(기존방식 1)을 이용한 제조와 도2의 종래방식을 이용하여 턴디쉬 도가니 내부를 직접 토치로 가열하여(기존방식 2) 제조하였다..
Also, for comparison, the inside of the tundish crucible was manufactured by using a conventional torch using the conventional method of FIG. 1 (conventional method 1) and the conventional method of FIG.

LPG 토치를 한쪽으로 편향되게 고정한 턴디쉬를 수분사 공정 장치에 장착하고 토치를 점화하여 예열실험을 하였다. 부위별 온도 측정은 도3에 나타낸 바와 같이 ①도가니 외벽, ②도가니 내벽, ③세라믹 노즐의 세 부분의 온도를 R-type 의 열전대를 이용하여 실시간으로 측정하였으며, 본 발명의 턴디쉬 장치와 종래의 두 방식의 비교군의 예열시 온도변화를 시간에 따라 표1에 나타내었다.
A tundish with LPG torch deflected to one side was mounted in a water spray process apparatus and the torch was ignited to preheat. As shown in FIG. 3, the temperature of each part was measured in real time using the thermocouple of R-type. The temperature of the three parts of ① crucible outer wall, ② crucible inner wall and ③ ceramic nozzle was measured in real time. Table 1 shows the temperature change during preheating of the two groups.

온도 측정 부위Temperature measurement site 10분 경과10 minutes 20분 경과20 minutes 30분 경과30 minutes 1시간 경과1 hour 기존방식 1Existing Method 1 도가니 외벽Crucible Outer Wall 1,000℃1,000 ℃ 1,130℃1,130 ℃ 1,200℃1,200 ℃ 1,310℃1,310 ℃ 도가니 내벽Crucible inner wall 870℃870 ℃ 1,010℃1,010 ℃ 1,060℃1,060 ℃ 1,100℃1,100 ℃ 세라믹 노즐Ceramic nozzle 865℃865 ℃ 1,000℃1,000 ℃ 1,030℃1,030 ℃ 1,050℃1,050 ℃ 기존방식 2Existing Method 2 도가니 외벽Crucible Outer Wall 890℃890 ℃ 1,090℃1,090 ℃ 1,210℃1,210 ℃ 1,320℃1,320 ℃ 도가니 내벽Crucible inner wall 1,010℃1,010 ℃ 1,210℃1,210 ℃ 1,300℃1,300 ℃ 1,430℃1,430 ℃ 세라믹 노즐Ceramic nozzle 1,005℃1,005 ℃ 1,200℃1,200 ℃ 1,290℃1,290 ℃ 1,410℃1,410 ℃ 본발명예Invention 도가니 외벽Crucible Outer Wall 1,080℃1,080 ℃ 1,260℃1,260 ℃ 1,410℃1,410 ℃ 1,520℃1,520 ℃ 도가니 내벽Crucible inner wall 990℃990 ℃ 1,190℃1,190 ℃ 1,320℃1,320 ℃ 1,480℃1,480 ℃ 세라믹 노즐Ceramic nozzle 980℃980 ℃ 1,175℃1,175 ℃ 1,300℃1,300 ℃ 1,450℃1,450 ℃

상기 표1에 나타난 바와 같이 본 발명에 따라 턴디쉬를 가열한 경우, 기존방식 1에 비해 도가니 외벽(150), 도가니 내벽(160), 세라믹 노즐(170) 부위의 온도가 200℃ 이상 빠르게 가열됨을 확인하였으며 노즐 및 외벽을 불꽃을 직접 쏘아 가열하는 기존방식 2에 비해서도 10~20℃정도 근소하게 높은 온도를 나타내었다.
As shown in Table 1, when the tundish is heated according to the present invention, the temperature of the crucible outer wall 150, the crucible inner wall 160, and the ceramic nozzle 170 is heated faster than 200 ° C. as compared to the conventional method 1. It was confirmed that the temperature of 10 ~ 20 ℃ was slightly higher than that of the conventional method 2, in which the nozzle and the outer wall were directly fired by heating the flame.

따라서, 본 발명을 턴디쉬 가열에 적용할 경우 가열 효율은 불꽃을 직접 쏘는 기존방식 2와 비슷한 수준이며, 불꽃 가이드가 없는 기존방식 1에 비해서는 효율이 월등히 좋은 것으로 판단 가능하다.
Therefore, when the present invention is applied to tundish heating, the heating efficiency is similar to that of the conventional method 2 for directly shooting a flame, and it can be judged that the efficiency is much better than the conventional method 1 without the flame guide.

또한, 기존방식 2와 가열 효율은 비슷하면서 내벽 및 노즐은 간접 가열하는 방식이므로 토치 불꽃에 의한 내벽 및 노즐의 손상도 없을 것으로 기대된다. 아울러, 용탕이 직접 닿는 세라믹 표면에 토치 연소 가스로 부터 발생된 불순물이 흡착되어 원하는 조성의 분말 제조에 어려움이 생길 수 있는 문제도 해결 가능하게 되었다.
In addition, the heating efficiency is similar to that of the conventional method 2, and since the inner wall and the nozzle are indirectly heated, it is expected that the inner wall and the nozzle are not damaged by the torch flame. In addition, it is also possible to solve the problem that the impurity generated from the torch combustion gas is adsorbed on the ceramic surface directly in contact with the molten metal may be difficult to produce a powder of the desired composition.

[실시예 2]
Example 2

본 발명을 적용함으로써 제조된 철계 분말과 기존방식 2(턴디쉬 도가니 내부를 불꽃으로 직접 가열하는 방식)을 적용하여 제조된 철계 분말의 주요 성분을 비교하였다. 비교 분석하는 불순물 항목은 성형성에 큰 영향을 미치는 탄소, 산소, 질소, 황, 인, 실리콘 등의 항목을 중점적으로 분석하였으며, 불순물의 함유량이 초기 원료 성분과 어떻게 다른지를 비교하기 위해 철 잉곳의 성분 또한 나타내었다.
The main components of the iron-based powder prepared by applying the present invention and the iron-based powder prepared by applying the conventional method 2 (the method of directly heating the inside of the tundish crucible with a flame) were compared. The impurity items for comparative analysis focused on items such as carbon, oxygen, nitrogen, sulfur, phosphorus, and silicon, which greatly influence the formability. Also shown.

구분division 탄소
(wt%)
carbon
(wt%)
산소
(wt%)
Oxygen
(wt%)
질소
(wt%)
nitrogen
(wt%)

(wt%)
sulfur
(wt%)

(wt%)
sign
(wt%)
실리콘
(wt%)
silicon
(wt%)
철 잉곳Iron ingot 0.00290.0029 0.00950.0095 0.0010.001 0.00050.0005 0.0120.012 0.00570.0057 기존방식2Existing Method 2 0.0250.025 0.130.13 0.0230.023 0.00130.0013 0.0130.013 0.00170.0017 본발명예Invention 0.0040.004 0.110.11 0.0220.022 0.00100.0010 0.0110.011 0.00130.0013

상기 표2에 나타난 바와 같이 본 발명에 따라 철 분말을 제조할 경우 턴디쉬를 상부에서 직접 토치 불꽃을 이용해 가열하는 방식(기존방식 2)에 비해 철 분말의 탄소성분 함유량이 1/6 수준으로 고청정 철분이 만들어짐을 확인하였다. 탄소 성분은 철 분말의 성형성에 크게 영향을 주는 성분으로 함유량이 적을수록 성형성이 개선되는 특징을 가지고 있어 본 발명을 활용하여 철 분말 제조시 기존방식에 비해 성형성이 개선된 철 분말을 얻는 것이 기대된다.
As shown in Table 2, when the iron powder is prepared according to the present invention, the carbon content of the iron powder is higher than that of the method of heating the tundish directly from the top using a torch flame (conventional method 2). It was confirmed that clean iron was made. Carbon component is a component that greatly affects the formability of the iron powder has a feature that the formability is improved as the content is smaller, it is to use the present invention to obtain an iron powder with improved formability compared to the conventional method when manufacturing iron powder It is expected.

10 , 100 : 철피
20, 130 : 세라믹 도가니
30, 110 : 화입관
40, 120 : 화출관
50, 170 : 세라믹 노즐
60 : 토치
140 : 나선형 토치 불꽃 가이드
150 : 세라믹 도가니 외벽
160 : 세라믹 도가니 내벽
10, 100: bar
20, 130: ceramic crucible
30, 110: fire tube
40, 120: fire pipe
50, 170: ceramic nozzle
60: torch
140: Spiral Torch Flame Guide
150: ceramic crucible outer wall
160: ceramic crucible inner wall

Claims (5)

용탕을 담을 수 있도록 상부가 개방된 형태로 형성된 턴디쉬에 있어서,
상기 턴디쉬의 내부에 위치하는 상부가 개방된 세라믹 도가니(130);
상기 세라믹 도가니 외벽(150)을 1회 이상 휘감고 있는 통로 형상의 나선형 토치 불꽃 가이드(140);
상기 나선형 토치 불꽃 가이드(140)를 둘러싸고 있는 내화물로 구성된 영구장;
상기 영구장을 둘러싸고 있는 철피(100);
상기 철피(100) 측면 하단에 외부로 돌출되도록 설치되어 토치 불꽃을 쏘아 넣어주는 화입관(110);
상기 철피(100) 측면 상단에 외부로 돌출되도록 설치되어 상기 화입관(110)을 통해 투입된 토치 불꽃이 배출되는 화출관(120); 및
상기 세라믹 도가니(130) 하부와 상기 철피(100)의 하부 중앙을 관통하는 세라믹노즐(170);을 포함하되,

상기 화입관(110)과 상기 나선형 토치 불꽃 가이드(140) 및 상기 화출관(120)은 통로 형상으로 연결되어 있고,

상기 화입관(110)으로 투입된 토치 불꽃은 상기 세라믹 도가니 내벽(160) 및 상기 세라믹 노즐(170)에 직접 닿지 않는 것을 특징으로 하는 급속 예열 가능한 턴디쉬.
In the tundish formed in the shape of the upper open to contain the molten metal,
An open ceramic crucible 130 positioned inside the tundish;
A spiral torch flame guide 140 having a passage shape surrounding the ceramic crucible outer wall 150 at least once;
Permanent field consisting of the refractory surrounding the spiral torch flame guide 140;
A shell 100 surrounding the permanent field;
A fire pipe (110) installed to protrude to the outside at the bottom side of the iron shell (100) to shoot a torch flame;
An emission pipe 120 installed to protrude outward from the upper side of the iron shell 100 to discharge the torch flame input through the injection pipe 110; And
And; a ceramic nozzle 170 penetrating a lower center of the ceramic crucible 130 and a lower center of the iron shell 100;

The fire pipe 110, the spiral torch flame guide 140 and the fire pipe 120 is connected in a passage shape,

The torch flame introduced into the fire pipe 110 does not directly contact the ceramic crucible inner wall 160 and the ceramic nozzle 170, the preheatable tundish.
제 1항에 있어서,
상기 나선형 토치 불꽃 가이드(140)는 상기 화입관(110)에서 시작하여 상기 화출관(120)에서 끝나는 것을 특징으로 하는 급속 예열 가능한 턴디쉬.
The method of claim 1,
The spiral torch flame guide 140 is a rapid preheatable tundish, characterized in that starting in the fire pipe 110 and ends in the fire pipe (120).
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 나선형 토치 불꽃 가이드(140)는 상승각도가 10~20도인 것을 특징으로 하는 급속 예열 가능한 턴디쉬.
3. The method according to claim 1 or 2,
The spiral torch flame guide 140 is a rapid preheatable tundish, characterized in that the rising angle of 10 to 20 degrees.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 화입관(110)은 토치를 시건할 수 있는 시건부를 포함하는 것을 특징으로 하는 급속 예열 가능한 턴디쉬.
3. The method according to claim 1 or 2,
The fire tube 110 is a quick preheatable tundish, characterized in that it comprises a key to the gun torch.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 화입관(110)과 상기 화출관(120)은 상기 턴디쉬의 철피(100) 중 한쪽으로 편향되어 위치한 것이되, 상기 화출관(120)은 나선형 토치 불꽃 가이드(140)에 따라 진행하는 불꽃의 최종 방향에 맞추어 지도록 설치된 것임을 특징으로 하는 급속 예열 가능한 턴디쉬.
3. The method according to claim 1 or 2,
The fire pipe 110 and the fire pipe 120 is deflected to one of the iron shell 100 of the tundish, the fire pipe 120 is a flame that proceeds according to the spiral torch flame guide 140 Rapid preheatable tundish, characterized in that it is installed to fit in the final direction of the.
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