KR20140009584A - Pouring device for liquid state molten steel - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따르면, 주괴 주형(2)을 포함하는 액체 상태 용융 강철을 위한 주입 장치로서, 이 때에 압탕부(6)가 주괴 주형의 상부 부분에 배열되고, 주괴 주형은 주괴 주형 기부 판(3) 상에 배열되고, 강철 유동 채널(5)이 주괴 주형 기부 판 내에 배열되고, 강철 유동 채널은 주괴 주형의 본체의 측면에 배열되는 중심 주입 튜브(1)와 연통되고, 강철 유동 채널은 주괴 주형의 저부에서 주입 포트(4)와 연통되고; 적어도 1개의 주입 포트가 주괴 주형의 저부의 중심 위치로부터 멀어지게 편향되도록 배열되고; 액체 상태 용융 강철을 위한 주입 장치는 주괴 주형의 주입 포트의 위치 및 개수를 변경함으로써, 주괴 주형의 저부의 중심부로부터 멀어지게 주입 포트를 편향시킴으로써 또는 더 많은 주입 포트를 추가함으로써 용융 강철의 주입 중에 슬래그 포획을 개선할 수 있고; 주입 절차 중에 또는 그 후에, 이러한 장치는 강괴의 중심 편석 및 수축의 결함을 감소시키도록 주괴 주형 내부측에서의 액체 강철의 유동장 분포 및 온도 분포를 변경할 수 있고; 동시에, 이러한 장치는 강괴 상에서의 편석의 위치를 변경할 수 있고, 그에 의해 중심부로부터 멀어지게 그리고 강괴의 압연 표면에 근접하게 편석을 편향시키는, 액체 상태 용융 강철을 위한 주입 장치가 제공된다.According to the invention, an injection device for liquid molten steel comprising an ingot mold (2), wherein the hot water portion (6) is arranged in the upper part of the ingot mold, and the ingot mold is the ingot mold base plate (3). Arranged on the steel flow channel 5 is arranged in the ingot mold base plate, the steel flow channel is in communication with the center injection tube 1 arranged on the side of the body of the ingot mold, the steel flow channel of the ingot mold In communication with the injection port 4 at the bottom; At least one injection port is arranged to be deflected away from the center position of the bottom of the ingot mold; The injection device for liquid molten steel slag during injection of molten steel by changing the position and number of injection ports of the ingot mold, by deflecting the injection port away from the center of the bottom of the ingot mold or by adding more injection ports. Improve capture; During or after the implantation procedure, such a device may alter the flow field distribution and temperature distribution of the liquid steel inside the ingot mold to reduce defects in central segregation and contraction of the ingot; At the same time, such an apparatus can change the position of the segregation on the ingot, thereby providing an injection device for the liquid molten steel that deflects the segregation away from the center and close to the rolling surface of the ingot.
Description
본 발명은 금속 제조 장비의 기술 분야에 속하고, 특히 액체 강철 주조 장비에 관한 것이다.The present invention belongs to the technical field of metal fabrication equipment, and more particularly relates to liquid steel casting equipment.
국가 경제의 발전에 따라, 원자력 발전에 사용되는 강철, 보일러 및 압력 용기에 사용되는 강철, 풍력 발전의 플랜지(flange)에 사용되는 강철, 교량에 사용되는 강철, 그리고 고층 빌딩 그리고 다른 구조물에 사용되는 강철에는 강철 판 내부측에서의 점점 더 엄격한 품질 요건이 부과된다. 강철 판의 내부 품질을 보증하기 위해, 강철 판은 대개 단조(forging), 일렉트로슬래그 재용융(electroslag remelting) 및 방향성 응고(directional solidification) 등의 기술에 의해 제조된다. 그러나, 그 긴 제조 사이클 그리고 높은 제조 비용 때문에, 제조업자들이 이들의 제조 비용을 더욱 감소시키는 것이 제한된다. 그러나, 종래의 주괴를 사용한 주조 주괴 주형 제조(casting mold production)에서, 주조 게이트(casting gate)는 주괴 주형의 중심부에 위치된다. 금속 전달 원리에 대한 지식에 따르면, 주조 게이트에 수직한 방향으로의 강철 유동은 비교적 더 높은 온도를 갖고, 이것은 심각한 내부 주괴 편석 및 중심 공극(internal ingot segregation and center porosity)을 유발하기 쉽다. 주괴의 중심 부분에서의 심각한 편석 및 공극은 후속의 단계에서 제거 또는 감소되기 어렵다. 그러므로, 압연된 강철 판 특히 ≥ 200 ㎜의 두께를 갖는 강철 판이 종종 내부 미세-결함(internal micro-defect)을 갖고, 이것은 원하지 않는 검사를 요구한다.With the development of the national economy, steel used in nuclear power generation, steel used in boilers and pressure vessels, steel used in flanges for wind power generation, steel used in bridges, and in skyscrapers and other structures Steel is subject to increasingly stringent quality requirements inside the steel plate. To ensure the internal quality of the steel plate, the steel plate is usually manufactured by techniques such as forging, electroslag remelting and directional solidification. However, because of their long manufacturing cycles and high manufacturing costs, manufacturers are further limited in reducing their manufacturing costs. However, in casting mold production using conventional ingots, the casting gate is located in the center of the ingot mold. According to the knowledge of the metal transfer principle, the steel flow in the direction perpendicular to the casting gate has a relatively higher temperature, which is likely to cause severe internal ingot segregation and center porosity. Severe segregation and voids in the central portion of the ingot are difficult to remove or reduce in subsequent steps. Therefore, rolled steel plates, especially steel plates with a thickness of ≧ 200 mm, often have internal micro-defects, which require unwanted inspections.
본 발명의 목적은 강괴의 중심 편석 및 공극을 개선할 수 있는 액체 강철 주조 장비를 제공하는 것이다. 본 발명의 신규 장비 및 주조 방법의 사용에 의해, 200 ㎜ 위의 두께를 갖고 JB/T5000.15-2007 Φ2 등급의 단조 검사 기준을 충족시키는 강철 판이 산업적인 규모로 제조될 수 있다.It is an object of the present invention to provide a liquid steel casting equipment which can improve the center segregation and voids of steel ingots. By the use of the novel equipment and casting method of the present invention, steel plates having a thickness above 200 mm and meeting the forging inspection criteria of JB / T5000.15-2007
본 발명의 하나의 실시예에 따르면, 주괴 주형을 포함하는 액체 강철 주조 장비로서, 주괴 주형의 상부 부분에는 압탕부(hot top)가 제공되고; 주괴 주형은 주괴 주형 기부 판(base plate) 상에 배열되고; 강철 유동 채널(steel flow channel)이 주괴 주형 기부 판 내에 형성되고, 주괴 주형의 일측 상에 배열되는 중심 주조 파이프(central casting pipe)와 연통되고, 주괴 주형의 저부에서 주조 게이트와 연통되고; 적어도 1개의 주조 게이트가 주괴 주형의 저부 중심부로부터 이탈되는 위치에 형성되는, 액체 강철 주조 장비가 제공된다.According to one embodiment of the present invention, there is provided a liquid steel casting equipment comprising an ingot mold, wherein an upper portion of the ingot mold is provided with a hot top; The ingot mold is arranged on the ingot mold base plate; A steel flow channel is formed in the ingot mold base plate, in communication with a central casting pipe arranged on one side of the ingot mold, and in communication with the casting gate at the bottom of the ingot mold; Liquid steel casting equipment is provided in which at least one casting gate is formed at a position away from the bottom center of the ingot mold.
주조 게이트는 주괴 주형의 코너에 있는 위치에 형성될 수 있다.The casting gate may be formed at a position in the corner of the ingot mold.
주조 게이트는 주괴 주형의 모서리에 있는 위치에 형성될 수 있다.The casting gate may be formed at a position at the corner of the ingot mold.
주괴 주형의 저부는 주괴 주형의 저부 중심부로부터 이탈될 수 있고, 1개 이상의 주조 게이트가 주괴 주형의 2개의 인접한 측면에 근접한 위치에 형성될 수 있다.The bottom of the ingot mold may deviate from the bottom center of the ingot mold, and one or more casting gates may be formed at a location proximate two adjacent sides of the ingot mold.
주괴 주형의 저부는 주괴 주형의 저부 중심부로부터 이탈될 수 있고, 1개 이상의 주조 게이트가 주괴 주형의 2개의 대향 측면에 근접한 위치에 형성될 수 있다.The bottom of the ingot mold may deviate from the bottom center of the ingot mold, and one or more casting gates may be formed at a location proximate two opposite sides of the ingot mold.
본 발명에서, 주괴 주형 내부측에서의 용융 강철 유동장(molten steel flow field)이 주괴 주형의 저부에서의 주조 게이트의 위치 또는 개수를 변경함으로써, 주조 게이트가 주괴 주형의 저부 중심부로부터 이탈되게 함으로써 또는 주조 게이트의 개수를 증가시킴으로써 용융 강철의 주조 중에 또는 그 후에 개선될 수 있다. 이와 같이, 용융 강철에 의한 슬래그 포획(slag entrapment)이 액체 강철 주조 중에 감소될 수 있다. 더욱이, 고온에서의 액체 강철이 저부 게이트로부터 연속적으로 주괴 주형 게이트 내로 진입된 후에, 미가공 강철 유로의 충격으로 인해, 주괴 내부측에서의 온도 분포가 개선될 수 있고, 그 결과 액체 강철 주조 그리고 주조의 완료 후의 어떤 기간 중에, 주형의 단면으로부터 관찰될 때에, 게이트의 상부 부분 근처에서의 용융 강철의 온도는 용융 강철의 다른 부분에서의 온도보다 높다. 코너 또는 모서리 부분에서의 게이트는 주괴 주형 벽으로부터의 더 짧은 거리로 인해 용이하게 그리고 빠르게 냉각될 수 있고, 그에 의해 게이트의 상부 부분 위의 용융 강철의 온도를 감소시키고, 이것은 결국 주괴의 응고에 영향을 미칠 수 있다. 게이트의 위치의 이동은 어떤 정도까지 편석의 위치를 변경할 수 있고, 그 결과 편석은 주괴 표면으로 접근되어 중심부로부터 이탈되고, 이것은 고압 하의 압연 중에 또는 후속의 열 처리 중에 편석의 개선 및 분리에 기여한다. 본 발명의 장비는 안전성 시험 및 성능의 요건을 충족시키는 매우-무거운 판의 제조를 보증한다. 더욱이, 이러한 장비는 간단한 방식으로 제조될 수 있고 산업적인 대량 생산의 필요성을 충족시키도록 용이하게 조작될 수 있다.In the present invention, the molten steel flow field inside the ingot mold changes the position or number of the casting gates at the bottom of the ingot mold, thereby causing the casting gate to deviate from the bottom center of the ingot mold or of the casting gate. By increasing the number it can be improved during or after the casting of the molten steel. As such, slag entrapment by molten steel can be reduced during liquid steel casting. Moreover, after the liquid steel at high temperature enters the ingot mold gate continuously from the bottom gate, due to the impact of the raw steel flow path, the temperature distribution inside the ingot can be improved, so that the liquid steel casting and after completion of the casting During some time, when observed from the cross section of the mold, the temperature of the molten steel near the upper part of the gate is higher than the temperature in other parts of the molten steel. The gate at the corner or corner portion can be easily and quickly cooled due to the shorter distance from the ingot mold wall, thereby reducing the temperature of the molten steel above the upper portion of the gate, which in turn affects the solidification of the ingot Can have The movement of the position of the gate can change the position of the segregation to some extent, with the result that the segregation approaches the ingot surface and escapes from the center, which contributes to the improvement and separation of segregation during rolling under high pressure or during subsequent heat treatment. . The equipment of the present invention ensures the manufacture of very-heavy plates that meet the requirements of safety testing and performance. Moreover, such equipment can be manufactured in a simple manner and can be easily manipulated to meet the needs of industrial mass production.
다음에, 본 발명이 첨부 도면과 연계하여 추가로 설명될 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 액체 강철 주조 장비의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 주괴 주형의 저부에서의 주조 게이트의 위치 분포를 도시하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 주괴 주형의 저부에서의 주조 게이트의 위치 분포를 도시하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 주괴 주형의 저부에서의 주조 게이트의 위치 분포를 도시하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 제4 실시예에 따른 주괴 주형의 저부에서의 주조 게이트의 위치 분포를 도시하는 도면이다.Next, the present invention will be further described in connection with the accompanying drawings.
1 is a schematic diagram of a liquid steel casting equipment according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing the positional distribution of the casting gate at the bottom of the ingot mold according to the first embodiment of the present invention. FIG.
3 is a diagram showing a positional distribution of a casting gate at the bottom of the ingot mold according to the second embodiment of the present invention.
4 is a diagram showing a positional distribution of a casting gate at the bottom of the ingot mold according to the third embodiment of the present invention.
Fig. 5 is a diagram showing the positional distribution of the casting gate at the bottom of the ingot mold according to the fourth embodiment of the present invention.
실시예 1Example 1
도 1 및 2에 도시된 것과 같이, 액체 강철 주조 장비는 주괴 주형(2)을 포함하고, 주괴 주형(2)의 상부 부분에는 압탕부(6)가 제공되고; 주괴 주형(2)은 주괴 주형 기부 판(3) 상에 배열되고; 강철 유동 채널(5)이 주괴 주형 기부 판(3) 내에 형성되고, 주괴 주형(2)의 일측 상에 배열되는 중심 주조 파이프(1)와 연통되고, 주괴 주형(2)의 저부에서 주조 게이트(4)와 연통되고; 1개의 주조 게이트(4)가 주괴 주형(2)의 저부 중심부로부터 이탈되는 주괴 주형(2)의 저부 상의 위치에 그리고 주괴 주형(2)의 코너 근처에 형성된다. 3개의 주괴 주형이 있고, 각각의 주괴 주형은 33 톤의 용융 강철의 주조를 수행할 수 있다. 단조 시험 기준 Φ2를 충족시키는 280 ㎜의 두께를 갖는 저합금강 후판 Q345B가 이러한 장비 그리고 그 적절한 조작의 사용에 의해 제조될 수 있다. 여기에서, 18개의 주괴가 제조되고, 판 두께는 200-300 ㎜이고, 검사 Φ2의 통과율은 95%이고, 검사 Φ5의 통과율은 100%이다.As shown in Figs. 1 and 2, the liquid steel casting equipment includes an
실시예 2Example 2
도 1 및 3에 도시된 것과 같이, 액체 강철 주조 장비는 주괴 주형(2)을 포함하고, 주괴 주형(2)의 상부 부분에는 압탕부(6)가 제공되고; 주괴 주형(2)은 주괴 주형 기부 판(3) 상에 배열되고; 강철 유동 채널(5)이 주괴 주형 기부 판(3) 내에 형성되고, 주괴 주형(2)의 일측 상에 배열되는 중심 주조 파이프(1)와 연통되고, 주괴 주형(2)의 저부에서 3개의 주조 게이트(4)와 연통되고; 주조 게이트(4)는 주괴 주형(2)의 저부 중심부로부터 이탈된다. 중심 주조 파이프의 직경은 80 ㎜이고, 주조 게이트의 직경은 60 ㎜이다. 2개의 주괴 주형이 있고, 각각의 주괴 주형은 43 톤의 용융 강철의 주조를 수행할 수 있다. 단조 시험 기준 Φ2를 충족시키는 250 ㎜의 두께를 갖는 저합금강 후판 Q345D가 이러한 장비 그리고 그 적절한 조작의 사용에 의해 제조될 수 있다. 여기에서, 12개의 주괴가 제조되고, 판 두께는 200-290 ㎜이고, 검사 Φ2의 통과율은 92%이고, 검사 Φ5의 통과율은 100%이다.As shown in Figs. 1 and 3, the liquid steel casting equipment includes an
실시예 3Example 3
도 1 및 4에 도시된 것과 같이, 액체 강철 주조 장비는 주괴 주형(2)을 포함하고, 주괴 주형(2)의 상부 부분에는 압탕부(6)가 제공되고; 주괴 주형(2)은 주괴 주형 기부 판(3) 상에 배열되고; 강철 유동 채널(5)이 주괴 주형 기부 판(3) 내에 형성되고, 주괴 주형(2)의 일측 상에 배열되는 중심 주조 파이프(1)와 연통되고, 주괴 주형(2)의 저부에서 주조 게이트(4)와 연통되고; 1개의 주조 게이트(4)가 주괴 주형(2)의 저부 중심부로부터 이탈되고 폭 방향으로 저부 주괴 주형의 중심선의 1/4 길이만큼의 중심부로부터의 거리를 갖는 주괴 주형(2)의 저부 상의 위치에 형성된다. 중심 주조 파이프의 직경은 80 ㎜이고, 주조 게이트의 직경은 60 ㎜이다. 2개의 주괴 주형이 있고, 각각의 주괴 주형은 48 톤의 용융 강철의 주조를 수행할 수 있다.As shown in Figs. 1 and 4, the liquid steel casting equipment includes an
단조 시험 기준 Φ2를 충족시키는 240 ㎜의 두께를 갖는 저합금강 후판 Q345B가 이러한 장비 그리고 그 적절한 조작의 사용에 의해 제조될 수 있다. 여기에서, 10개의 주괴가 제조되고, 판 두께는 200-270 ㎜이고, 검사 Φ2의 통과율은 90%이고, 검사 Φ5의 통과율은 100%이다.A low alloy steel thick plate Q345B with a thickness of 240 mm that meets the forging
실시예 4Example 4
도 1 및 5에 도시된 것과 같이, 액체 강철 주조 장비는 주괴 주형(2)을 포함하고, 주괴 주형(2)의 상부 부분에는 압탕부(6)가 제공되고; 주괴 주형(2)은 주괴 주형 기부 판(3) 상에 배열되고; 강철 유동 채널(5)이 주괴 주형 기부 판(3) 내에 형성되고, 주괴 주형(2)의 일측 상에 배열되는 중심 주조 파이프(1)와 연통되고, 주괴 주형(2)의 저부에서 주조 게이트(4)와 연통되고; 1개 이상의 주조 게이트(4)가 주괴 주형(2)의 저부 중심부로부터 이탈되는 주괴 주형(2)의 저부 상의 임의의 위치에 형성된다.As shown in Figs. 1 and 5, the liquid steel casting equipment includes an
단조 시험 기준 Φ2를 충족시키는 230 ㎜의 두께를 갖는 저합금강 후판 Q345D가 이러한 장비 그리고 그 적절한 조작의 사용에 의해 제조될 수 있다. 여기에서, 13개의 주괴가 제조되고, 판 두께는 200-270 ㎜이고, 검사 Φ2의 통과율은 85%이고, 검사 Φ5의 통과율은 100%이다.A low alloy steel thick plate Q345D with a thickness of 230 mm that meets the forging
이러한 장비를 사용한 주괴 주형의 제조에서, 주괴 주형의 주입 온도는 1530 내지 1580℃이고, 중심 주조 파이프의 직경은 50-200 ㎜이고, 주괴당 주조 게이트의 개수는 1-6개이고, 주조 게이트의 직경은 30-200 ㎜이다. 복수개의 주조 게이트가 사용될 때에, 주조 게이트의 직경은 서로 동일 또는 상이할 수 있다. 주조 게이트의 위치는 도 5에 도시된 것과 같이 동시에 복수개의 위치 중 임의의 1개 이상의 위치에 적용 가능할 수 있다. 주조 게이트의 중심부로부터 주괴 주형의 모서리까지의 거리는 0-1000 ㎜이다.In the production of ingot molds using such equipment, the injection temperature of the ingot mold is 1530-1580 ° C., the diameter of the center casting pipe is 50-200 mm, the number of casting gates per ingot is 1-6, the diameter of the casting gate Is 30-200 mm. When a plurality of casting gates are used, the diameters of the casting gates may be the same or different from each other. The location of the casting gate may be applicable to any one or more of the plurality of locations simultaneously as shown in FIG. 5. The distance from the center of the casting gate to the edge of the ingot mold is 0-1000 mm.
주괴 주형은 종래의 주괴 주형 또는 수랭식 주괴 주형일 수 있다.The ingot mold can be a conventional ingot mold or a water-cooled ingot mold.
주조될 용융 강철은 임의의 용융 강철일 수 있다.The molten steel to be cast may be any molten steel.
당업자라면 많은 변형 및 변화가 본 발명의 사상 및 범주로부터 벗어나지 않으면서 이들의 구성, 재료 및 방법의 개시된 실시예의 관점에서 가능하다는 것을 이해할 것이다. 따라서, 이후에 첨부되는 특허청구범위 그리고 이들의 기능적 등가물의 범주는 이들이 성격 면에서 단지 예시이므로 여기에서 설명 및 예시된 특정한 실시예에 의해 제한되지 않아야 한다.Those skilled in the art will appreciate that many modifications and variations are possible in view of the disclosed embodiments of their constructions, materials, and methods without departing from the spirit and scope of the invention. Accordingly, the claims appended hereto and the scope of their functional equivalents should not be limited by the specific embodiments described and illustrated herein as these are merely exemplary in nature.
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