KR20190088506A

KR20190088506A - 연속 주조 노즐 디플렉터

Info

Publication number: KR20190088506A
Application number: KR1020197018011A
Authority: KR
Inventors: 켄 모랄리스 히가
Original assignee: 에이케이 스틸 프로퍼티즈 인코포레이티드
Priority date: 2016-11-23
Filing date: 2017-11-21
Publication date: 2019-07-26
Also published as: WO2018098174A1; CA3042887C; JP2019535527A; WO2018098174A8; EP3544756A1; KR102242616B1; TW201822915A; US10682689B2; US20180154430A1; CN110023008A; CA3042887A1; MX2019005973A; MX2023009103A; TWI652126B; JP6862547B2

Abstract

연속 주조 노즐은 길이방향 축을 따라 개방 단부로부터 폐쇄 단부로 디플렉터를 통해 연장되는 보어와 상기 디플렉터를 통해 상기 보어로부터 상기 디플렉터의 외면으로 연장되는 한 쌍의 포트들을 갖는 상기 디플렉터를 상기 노즐의 바닥부에 포함한다. 상기 보어의 직경은 한 쌍의 포트들 위의 길이방향 축을 따라 상당히 급격하게 감소하여, 디플렉터를 통과하는 유체의 유동의 일부가 보어의 표면으로부터 분리됨으로써, 한 쌍의 포트들을 통해서 나오기 전에 유체의 유동을 길이방향 축을 향하여 재지향시킨다.

Description

연속 주조 노즐 디플렉터

본 출원은 2016 년 11 월 23 일자로 출원된 "개선된 유체 유동을 위한 연속 주조 노즐 테이퍼형 디플렉터 보어 디자인(Continuous Casting Nozzle Tapered Deflector Bore Design for Improved Fluid Flow)"이라는 명칭의 미국 가출원 일련 번호 62/425,800의 우선권을 주장하며, 그 개시 내용은 본원에 참고로 포함된다.

연속 주조는 잉곳, 슬래브, 블룸, 빌렛(billet) 등과 같은 반제품 강철 형상을 생산하기 위해 제강 공정에서 사용될 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같은 전형적인 연속 주조 공정(10) 동안, 액체 강(2)은 레이들(ladle;12)로 옮겨질 수 있으며, 여기서 레이들(12)로부터 홀딩 배스(holding bath) 또는 턴디쉬(tundish;14)로 흐를 수 있다. 액체 강(2)은 그 다음 노즐(20)을 통해 몰드(18)로 흐를 수 있다. 일부 버전에서, 슬라이딩 게이트 조립체(16)는 선택적으로 개폐되어 액체 강(2)의 몰드(18) 내로의 유동을 선택적으로 시작 및 정지시킨다.

전형적인 연속 주조 노즐(20) 또는 침지 입구 노즐(SEN)이 도 2 및 도 3에 보다 상세히 도시되어 있다. 예를 들어, 노즐(20)은 중심 길이방향 축(A)을 따라 노즐(20)의 바닥부(B)의 폐쇄 단부(28)로 연장되는 보어(26)를 포함할 수 있다. 도 2에서 가장 잘 볼 수 있는 바와 같이, 바닥부(B)의 보어(26)는 실질적으로 원통형 프로파일을 형성하도록 길이방향 축(A)과 실질적으로 평행한 노즐(20)의 실질적으로 직선 벽에 의해 한정된다 . 한 쌍의 포트들(24)는 노즐(20)의 폐쇄 단부(28) 위에서 근위에 노즐(20)의 반대 측면을 통해 위치될 수 있다. 따라서, 액체 강(2)은 노즐(20)의 보어(26)를 통해서, 포트(24) 외부로 그리고 몰드(18) 내로 흐를 수 있다.

슬라이딩 게이트 조립체(16)가 액체 강(2)이 몰드(18) 내로 유동하도록 폐쇄 위치로부터 개방 위치로 이동함에 따라, 유입되는 난류 강 제트(3)는 도 4에 도시된 바와 같이, 보어(26)의 벽 근처에서 흐를 수 있다. 보어(26)의 일 측 상에 유동하는 이러한 난류 강 제트(3)는 강 제트(3)가 보어(26)의 바닥부(B)에 도달할 때 와류를 생성할 수 있고 노즐(20)의 폐쇄 단부(28)에서 우물 형상으로 수축될 수 있다. 이 와류는 2 개의 포트(24)로부터 액체 강(2)이 몰드(18) 내로 배출될 때 주요 스트림 강 제트(3)를 반대 방향의 2 개의 유동 경로(4)로 분할할 수 있다. 몰드(18)의 표면에 액체 강(2)이 부착되는 것을 방지하기 위해, 몰드(18) 내의 금속에는 일반적으로 몰드 분말 또는 몰드 플럭스와 같은 윤활유가 첨가된다.

종래 기술의 일부 예에서, 노즐(20)의 포트(24)로부터의 액체 강(2)의 유동 경로(4)는 불균일해지고 편향되어서, 액체 강(2)이 도 4 내지 도 8에 도시된 바와 같이 몰드(18)의 넓은 면(19)을 향한 하향 방향으로 지향된다. 예를 들어, 도시된 실시예에서, 포트(24)는 평면(C)을 따라 길이방향 축으로부터 외향으로 연장되도록 정렬된다. 액체 강(2)이 포트(24)에서 나올 때, 액체 강(2)의 유동 경로(4)는 평면(C)으로부터 오프셋된다. 노즐(20)로부터 몰드(18)로의 액체 강(2)의 불균일한 유동 경로(4)는 몰드(18)에서 길이방향 크랙과 같은 표면 결함을 형성할 수 있다. 이는 몰드 플럭스의 불균일한 분포와 반월판(meniscus)에서의 불균일한 냉각으로 인한 것일 수 있다. 불량한 윤활유는 액체 강(2)이 몰드(18)의 표면에 직접 접촉함으로써 온도 구배를 유발할 수 있다. 이러한 온도 구배는 응고하는 강철 쉘에 추가적인 열 응력을 유발할 수 있다. 포정(peritectic) 강재 등급에서, 이것은 포정 상 변형에 의해 제공되는 강철 쉘의 증가된 수축을 추가로 생성할 수 있다.

또한, 몰드(18) 전체에 걸친 이러한 불규칙한 유동 경로(4)는 액체 몰드 분말의 동반 및/또는 불균일한 열 전달을 생성할 수 있다. 이러한 불균일한 유동 경로(4)는 노즐(20)이 강(2) 내의 이물 입자의 클러스터로 막히기 시작할 때 강화될 수 있다. 노즐(20)의 몸체의 상이한 영역에서 이들 입자의 응집 및 부착은 초기 내부 기하학적 형태를 왜곡시킬 수 있고, 그에 의해 몰드(18) 내의 유동 경로(4)를 변화시킬 수 있다.

따라서, 일단 노즐(20)이 소정량으로 막히면, 노즐(20)을 교체할 필요가 있을 수 있다. 새 노즐(20)이 다시 안정 상태에 도달하는 시간 동안 몰드(18)의 유동 경로(4)가 변함에 따라, 막힘으로 인해 시퀀스 동안 노즐(20)의 교체가 증가하면 강(2)의 품질을 저하시킬 수 있다. 이러한 불균일한 유동 경로(4)는 용융 속도가 몰드(18)의 일 측에서 다른 측으로 상이하고 불안정하게 되면 몰드 작업자가 몰드 분말을 수동으로 공급할 것을 요구할 수 있다.

따라서, 액체 강의 보다 균일한 유동 경로를 몰드 내로 생성시키는 연속 주조 노즐을 제공할 필요가 있다.

액체 강을 노즐의 보어의 중심부 방향으로 재지향시킴으로써 몰드 내로의 액체 강의 유체 유동을 개선시키기 위해, 연속 주조 노즐의 하부에 디플렉터가 제공된다. 이는 몰드 분말의 동반, 노즐 막힘, 노즐 교체, 몰드의 표면 결함, 슬래브의 스카프 가공, 작동 중단, 및/또는 몰드 분말의 수동 공급에 의한 적층의 수를 감소시킬 수 있다. 따라서, 이러한 연속 주조 노즐은 비용을 감소시키면서 주조된 강의 품질 및 연속 주조 공정의 효율을 향상시킬 수 있다.

본 발명은 첨부된 도면과 관련하여 취해진 이하의 특정 예에 대한 설명으로부터 더 잘 이해될 것이며, 동일한 도면 부호는 동일한 요소를 나타낸다.
도 1은 연속 주조 공정의 개략도를 도시한다.
도 2는 도 1의 연속 주조 공정의 종래 기술의 연속 주조 노즐의 측 단면도를 도시한다.
도 3은 도 2의 종래 기술의 노즐의 정면 단면도를 도시한다.
도 4는 유동 경로를 형성하도록 도 2의 종래 기술의 노즐을 통해 그리고 몰드 내로 유동하는 강철의 측 입면도를 도시한다.
도 5는 도 4의 종래 기술의 유동 경로의 정면도를 도시한다.
도 6은 도 4의 종래 기술의 유동 경로의 정면도를 도시한다.
도 7은 도 4의 종래 기술의 유동 경로의 측면도를 도시한다.
도 8은 도 4의 종래 기술의 유동 경로의 저면도를 도시한다.
도 9는 도 1의 연속 주조 공정과 함께 사용하기 위한 다른 연속 주조 노즐의 바닥부의 측면도를 도시한다.
도 10은 도 9의 노즐의 정면도를 도시한다.
도 11은 노즐의 포트를 도시하는 도 9의 노즐의 부분 측면도를 도시한다.
도 12는 도 9의 라인 12-12를 따라 취한 도 9의 노즐의 단면도를 도시한다.
도 13은 도 9의 라인 13-13을 따라 취한 도 9의 노즐의 단면도를 도시한다.
도 14는 도 9의 노즐을 통해 유동 경로를 형성하는 몰드 내로 유동하는 강의 측면도를 도시한다.
도 15는 도 14의 유동 경로의 정면도를 도시한다.
도 16은 도 14의 유동 경로의 정면도를 도시한다.
도 17은 도 14의 유동 경로의 측면도를 도시한다.
도 18은 도 14의 유동 경로의 저면도를 도시한다.
도 19는 도 1의 연속 주조 공정과 함께 사용하기 위한 다른 연속 주조 노즐의 사시도를 도시한다.
도 20은 도 19의 노즐의 정면 단면도를 도시한다.
도 21은 도 19의 노즐의 평면도를 도시한다.
도 22는 도 20의 라인 22-22를 따라 취한 도 19의 노즐의 단면도를 도시한다.
도 23은 도 19의 노즐의 측단면도를 도시한다.
도 24는 도 23의 원(24)을 따라 취한 도 19의 노즐의 부분 측면도를 도시한다.
도면은 임의의 방식으로 제한하려는 것이 아니며, 본 개시의 다양한 실시예는 도면에 반드시 도시되지 않은 것들을 포함하여 다양한 다른 방법으로 수행될 수 있다는 것이 고려된다. 본 명세서에 통합되어 명세서의 일부를 형성하는 첨부 도면은 본 개시의 몇몇 양태를 도시하고, 상세한 설명과 함께 본 개시의 원리 및 개념을 설명하는 역할을 한다. 그러나, 본 개시는 도시된 정확한 배치에 한정되지 않는다는 것이 이해되어야 한다.

본 개시의 다음 설명 및 실시예는 본 개시의 범위를 제한하기 위해 사용되어서는 안된다. 본 개시의 다른 예, 특징, 양태, 실시예 및 이점은 이하의 설명으로부터 당업자에게 명백해질 것이다. 실현될 수 있는 바와 같이, 본 개시는 본 개시의 범위를 벗어나지 않으면서 여기에서 구체적으로 논의된 예시적인 실시예 이외의 대안적인 실시예를 고려할 수 있다. 따라서, 도면 및 설명은 본질적으로 예시적인 것으로 간주되어야 하며 제한적이지 않아야 한다.

도 9 내지 도 13을 참조하면, 상술한 연속 주조 공정(10)의 두 갈래의 연속된 주조 노즐(20)의 바닥부(B)에 통합될 수 있는 개선된 디플렉터(120)의 실시예가 도시되어 있다. 이러한 디플렉터(120)는 액체 강(2)을 노즐(20)의 보어(126)의 중심부로 재지향하여 연속 주조 몰드(18)에서 액체 강(2)의 유체 유동을 개선하도록 구성된다. 도 9를 참조하면, 디플렉터(120)는 상부(127) 및 하부(129)를 갖는, 길이방향 축(A)을 따라 디플렉터(120)를 통해 연장되는 보어(126)를 포함한다. 도시된 실시예에서, 보어(126)의 상부(127)는 보어(126)의 하부(129)보다 큰 직경을 가져서, 보어(126) 내에서 내향으로 단차형성되는 선반(123)이 상부 및 하부(127, 129) 사이에 형성된다. 이러한 선반(123)은 직경의 상당히 급격하게 감소된 직경에서의 보어의 하나 이상의 벽(121, 122)으로부터 보어(126)를 통한 유체의 유동의 일부를 분리하기에 충분한 보어(126)의 직경에서의 상당히 급격한 감소를 포함하여, 유체의 유동을 디플렉터(120)의 길이방향 축(A)을 향하여 중심으로 재지향시킨다. 선반(123)을 위한 또 다른 적합한 구성은 본원의 교시를 고려하면 당업자에게 명백할 것이다. 도시된 실시예의 보어(126)는 보어(126)의 바닥에 폐쇄 단부(128)를 더 포함한다. 한 쌍의 포트들(124)은 도 10에 도시된 바와 같이 디플렉터(120)의 보어(126)의 반대 측벽(122) 상의 폐쇄 단부(128) 위에 근위로 위치된다. 한 쌍의 포트들(124)의 각각의 포트(124)는 보어(126)로부터 디플렉터(120)의 외면으로 연장된다.

도시된 실시예에서, 보어(126)는 제 1 쌍의 벽들(121)의 각 벽(121)이 제 2 쌍의 측벽들(122)의 각 벽(122)을 가로지르도록 제 1 쌍의 벽들(121)과 제 2 쌍의 측벽들(122)을 포함한다. 제 1 쌍의 벽들(121)의 벽(121)은 도 9에 가장 잘 보이는 바와 같이, 선반(123)으로부터 폐쇄 단부(128)로 보어(126)의 하부(129)의 길이방향 축을 향하여 내향으로 테이퍼진다. 따라서, 벽(121)은 도 12에 도시된 아치형 형상으로부터 도 13에 도시된 실질적으로 편평한 형상으로 테이퍼져서, 벽(121)에서의 디플렉터(120)의 두께는 선반(123)에서의 표면(123b)으로부터 폐쇄 단부(128)에서의 표면(128b)까지 증가한다. 벽(121)에서의 선반(123)은 측벽(122)에서 보다 더 큰 단차부를 갖는다. 도 10을 참조하면, 측벽(122)은 아치형을 형성하고 선반(123)으로부터 폐쇄 단부(128)로 길이방향 축(A)과 실질적으로 평행하여, 도 12 및 도 13에 도시된 바와 같이, 측벽(122)은 선반(123)에서의 표면(123a)으로부터 폐쇄 단부(128)에서의 표면(128a)까지 디플렉터(120)의 균일한 두께를 형성하도록 테이퍼지지 않는다. 이에 의해서, 보어(126)는 상부(127)에서 대체로 원형의 형상으로부터 하부(129)의 상단에서의 대체로 타원형의 형상으로 그리고 하부(129)의 바닥에서 대체로 직사각형 형상으로 변화되지만, 다른 적절한 형상이 사용될 수 있다.

이들 측벽(122)은 각각의 측벽(122)상의 반대 포트(124)를 포함한다. 각각의 포트(124)는 평면(C)을 따라 길이방향 축(A)으로부터 외향으로 연장되도록 정렬될 수 있다. 도 11을 참조하면, 각각의 포트(124)는 실질적으로 정사각형인 개구를 포함하지만, 임의의 다른 적합한 형상이 사용될 수 있다. 각 포트(124)는 약 65mm의 폭 및 약 65mm의 길이를 가질 수 있지만, 임의의 다른 적절한 치수가 사용될 수 있다. 도 10에 가장 잘 도시된 바와 같이, 적어도 하나의 필렛(125)이 측벽(122)의 각 포트(124) 위에 위치하여 측벽(122)과 포트(124) 사이에 둥근 표면을 형성한다. 그 다음 포트(124)의 벽은 디플렉터(120)의 두께를 통해 아래로 각도형성될 수 있다. 이는 폐쇄 단부(128)에 대해 약 15 도의 각도일 수 있지만, 임의의 다른 적절한 각도가 사용될 수 있다. 디플렉터(120)에 대한 또 다른 적합한 구성은 본원의 교시를 고려하면 당업자에게 명백할 것이다.

따라서, 디플렉터(120)는 연속 주조 노즐(20)의 바닥부에 위치되고 액체 강(2)의 배스 레벨(bath level) 아래의 몰드(18) 내에 위치될 수 있다. 이에 따라 액체 강(2)은 디플렉터(120)를 통해서, 포트(124) 밖으로 및 몰드(18) 내로 흐를 수 있다. 도 14를 참조하면, 슬라이딩 게이트 조립체(16)가 액체 강(2)이 몰드(18) 내로 유동하도록 폐쇄 위치로부터 개방 위치로 이동함에 따라, 유입되는 난류 제트(3)는 노즐(20)의 보어(26)의 벽 부근에 유동할 수 있다. 그 다음에, 디플렉터(120)는 강 제트(3)가 포트(124)를 통해서 디플렉터(120)를 나가기 전에 길이방향 축(A)을 따라 보어(126)의 중심을 향해 강 제트(3)의 일부를 재지향시킬 수 있다. 예를 들어, 디플렉터(120) 내의 선반(123)은 보어(126)의 벽으로부터 강 제트(3)의 적어도 일부를 분리하기 위해 강 제트(3)의 유동을 파괴시켜서 강 제트(3)를 중심으로 재지향시킬 수 있다. 벽(121)의 선반(123)의 더 높은 단차부는 포트(124) 위의 측벽(122) 상에 있는 선반(123)의 더 작은 단차부보다 벽(121)을 따라 더욱 중심으로 강 제트(3)를 재지향시킬 수 있다. 포트(124)와 평행한 측벽(122)에서 사용되는 보어(126)의 더 작은 불연속부는 액체 강(2)이 포트(124) 위의 보어(126)의 이들 측벽(122)으로부터 갑자기 분리되는 것을 방지할 수 있다. 강 제트(3)가 보어(126)의 폐쇄 단부(128)에 도달함에 따라, 액체 강(2)이 2 개의 포트(124)로부터 몰드(18) 내로 배출될 때 반대 방향으로 2 개의 유동 경로(4)로 분할되는 강 제트(3)에 와류가 생성될 수 있다.

포트(124) 위에 위치된 필렛(125)은 보어(126)로부터 포트(124)를 나가는 액체 강의 유동 경로(4)로 흐르는 수직 강 제트(3)로부터 액체 강(2)의 매끄러운 전이를 제공할 수 있다. 이러한 매끄러운 전이는 노즐 막힘을 감소시킬 수 있다. 또한, 디플렉터(120)에서 보어(126)의 바닥까지의 벽(121)을 따른 테이퍼는 강 제트(3)를 지향시키는 우물 바닥의 중심선 방향으로 운동량을 증가시킬 수 있다. 따라서, 더 큰 선반(123) 및/또는 테이퍼진 벽(121)은 포트(124)를 가로지르는 벽(121)을 따라 중심으로 강 제트(3)를 분리하여 재지향시킬 수 있지만, 작은 선반(123) 및/또는 실질적으로 직선인 측벽(122)은 포트(124) 위의 소량으로 강 제트(3)를 분리하여 재지향시킬 수 있다. 이는 필렛(125)이 포트(124)와 정렬된 평면(C)을 따라 포트(124)로부터 강 제트(3)를 전이시킬 수 있어서, 액체 강(2)의 유동 경로(4)는 넓은 면(19) 대신 몰드(18)의 좁은 면(17)에 충돌한다. 배출된 액체 강(2)의 이러한 재지향은, 도 15 내지 도 18에 도시된 바와 같이, 디플렉터(120)를 나가는 액체 강(2)의 유동 경로(4)가 보다 대칭이되도록 몰드(18)의 체적 전체에 걸쳐 높은 비대칭 유동을 방지할 수 있다. 더욱 대칭인 유동 경로(4)는 반월판에서 보다 균일한 온도 분포를 유지하여 몰드(18) 내에서 균일한 윤활을 촉진할 수 있다.

도 15에 가장 잘 도시된 바와 같이, 유동 경로(4)의 주요 스트림은 평면(C)을 따라 몰드(18)의 좁은 면을 향해 하향 유동할 수 있고 유동 경로(4)의 2차 스트림은 평면(C)을 따라 주요 스트림과는 반대 방향으로 상향 유동할 수 있다. 디플렉터(120)의 형상은 유동 경로(4)의 2차 스트림의 상부 루프의 운동량을 증가시켜 보다 바람직한 유동 패턴을 생성할 수 있다. 따라서, 디플렉터(120)에 의해 형성된 액체 강(2)의 보다 바람직한 유동 경로(4)는 몰드 분말의 동반에 의한 적층의 수를 감소시키고, 몰드(18)에서 편향된 유동을 생성하는 노즐 막힘을 감소시키며, 편향되고 불안정한 유동을 생성하는 노즐(20) 교체의 수를 감소시키고, 몰드(18)의 표면 결함을 감소시키고, 슬래브에 대한 스카프 가공을 감소시키고, 연속 주조 공정(10)에서의 중단을 감소시키고, 및/또는 몰드(18)에서 수동 몰드 분말을 감소시킬 수 있다. 따라서, 디플렉터(120)는 비용을 절감하면서 몰딩된 강의 품질 및 연속 주조 공정의 효율을 향상시킬 수 있다. 디플렉터(120)에 대한 또 다른 적합한 구성 및/또는 유동 경로(4)는 본원의 교시를 고려하면 당업자에게 명백할 것이다.

예를 들어, 디플렉터(220)의 다른 실시예가 도 19 내지 도 24에 도시되어 있다. 디플렉터(220)는 디플렉터(220)가 선반(123) 대신에 경사진 벽(223)을 포함하는 것을 제외하고는 상술한 디플렉터(120)와 유사하다. 도 19를 참조하면, 디플렉터(220)는 상부(227) 및 하부(229)를 갖는, 길이방향 축(A)을 따라 디플렉터(220)의 중심부를 통해 연장되는 보어(226)를 포함한다. 도시된 실시예에서, 보어(226)의 상부(227)는 벽(221)을 따라 보어(226)의 하부(229)보다 큰 직경을 갖는다. 도 19 및 도 23에 가장 잘 도시된 바와 같이, 경사진 벽(223)은 보어(226)의 벽(221)을 따라 보어(226) 내에서 내향으로 경사지는 상부 및 하부(227, 229) 사이에 위치한다. 이러한 경사진 벽(223)은 상기 유체의 유동을 상기 디플렉터(220)의 길이방향 축(A)을 향하여 중심으로 재지향시키기 위해, 상기 상당히 급격히 감소된 직경에서 상기 보어(226)의 하나 이상의 벽(221, 222)으로부터 보어(226)를 통한 유체 유동의 일부를 분리하기에 충분한 보어(226)에서의 상당히 급격한 감소를 포함한다. 보어(226)는 보어(226)의 바닥에 폐쇄 단부(228)를 더 포함한다. 한 쌍의 포트들(224)은 도 19 및 도 20에 도시된 바와 같이, 디플렉터(220)의 보어(226)의 반대 측벽(222) 상에 폐쇄 단부(228) 위의 근위에 배치된다. 상기 한 쌍의 포트들(224)의 각각의 포트(224)는 평면(C)을 따라 상기 디플렉터(220)의 외면으로 연장된다.

측벽(222)을 가로지르는 보어(226)의 벽(221)은 도 23에 가장 잘 도시된 바와 같이, 경사진 벽(223)으로부터 폐쇄 단부(228)까지 보어(226)의 하부(229)에서 상술한 디플렉터(120)에서와 같이 테이퍼진 것 대신에 길이방향 축(A)을 따라 실질적으로 평행하다. 따라서, 도 21 및 도 22에 도시된 바와 같이, 벽(221)은 실질적으로 균일한 평탄한 표면을 가져서, 벽(221)에서의 상기 디플렉터(220)의 두께가 상기 경사진 벽(223)에서 상기 폐쇄 단부(228)까지 실질적으로 일정하다. 도 20 내지 도 22를 참조하면, 측벽(222)은 아치형을 형성하고 또한 길이방향 축(A)과 실질적으로 평행하여 디플렉터(220)의 균일한 두께를 형성한다. 측벽(222)은 경사진 벽을 갖지 않고 실질적으로 직선형이어서, 보어(226)의 상부(227) 및 하부(229)가 측벽(222)을 따라 실질적으로 동일한 직경을 갖는다. 따라서, 보어(226)는 대체로 원형 프로파일로부터 상부(227)에서 하부(229)까지 일반적으로 직사각형 프로파일로 변화하지만, 임의의 다른 적절한 형상이 사용될 수 있다. 일부 버전에서, 상부(227)는 약 78 mm의 원형 직경을 가질 수 있고 하부(229)는 약 78 mm의 길이 및 약 46 mm의 폭을 가질 수 있지만, 임의의 다른 적절한 치수가 사용될 수 있다 . 하부(229)는 약 382 mm의 길이를 더 가질 수 있지만, 임의의 다른 적절한 길이가 사용될 수 있다.

측벽(222)은 도 24에 도시된 바와 같이 반대 포트(224)를 포함한다. 각각의 포트(224)는 도시된 실시예에서 실질적으로 직사각형 개구를 포함하지만, 임의의 다른 적절한 형상이 사용될 수 있다. 각각의 포트(224)는 약 55mm의 폭 및 약 78mm의 길이를 가질 수 있지만, 임의의 다른 적합한 치수가 사용될 수 있다. 도 20에 가장 잘 도시된 바와 같이, 적어도 하나의 필렛(225)이 측벽(222)의 각 포트(224) 위에 위치되어 측벽(222)과 포트(224) 사이에 둥근 표면을 형성한다. 그 다음 포트(224)의 벽은 디플렉터(220)의 두께를 통해 아래로 각도형성될 수 있다. 이는 폐쇄 단부(228)에 대해 약 15 도의 각도(α)일 수 있지만, 임의의 다른 적절한 각도가 사용될 수 있다. 도시된 실시예에서, 포트(224)의 바닥부는 폐쇄 단부(228)로부터 약 13mm에 위치되지만, 임의의 다른 적절한 위치가 사용될 수 있다. 디플렉터(220)에 대한 또 다른 적합한 구성은 본원의 교시를 고려하면 당업자에게 명백할 것이다.

따라서, 디플렉터(220)는 연속 주조 노즐(20)의 바닥부에 위치될 수 있고 액체 강(2)의 배스 레벨 아래의 몰드(18) 내에 위치될 수 있다. 이에 따라 액체 강(2)은 디플렉터(220)를 통해서, 포트(224) 밖으로 및 몰드(18) 내로 흐를 수 있다. 디플렉터(220)는 강 제트(3)가 포트를 통해 디플렉터(220)를 나가기 전에 길이방향 축(A)을 따라 디플렉터(220)의 중심을 향하여 강 제트(3)의 적어도 일부를 재지향할 수 있다. 예를 들어, 디플렉터(220) 내의 경사진 벽(223)은 강 제트(3)의 유동을 파괴시켜 강 제트(3)의 적어도 일부를 보어(226)의 벽(221)으로부터 분리시켜서 강 제트(3)를 중심으로 재지향시킨다. 포트(124)에 평행한 측벽(222)의 실질적으로 직선형 프로파일은 보어(226)의 이들 측벽(222)으로부터 액체 강(2)의 갑작스러운 분리를 방지할 수 있다. 강 제트(3)가 보어(226)의 폐쇄 단부(228)에 도달함에 따라, 액체 강(2)이 2 개의 포트(224)로부터 몰드(18) 내로 배출될 때 반대 방향으로 2 개의 유동 경로(4) 내로 분할되는 강 제트(3) 내에서 와류가 생성될 수 있다.

포트(224) 위에 위치된 필렛(225)은 보어(226)로부터 흐르는 수직 강 제트(3)로부터 포트(224)로부터 포트(224)를 나가는 액체 강(2)의 유동 경로(4)의 액체 강(2)의 매끄러운 전이를 제공할 수 있다. 이러한 매끄러운 전이는 노즐 막힘을 감소시킬 수 있다. 또한, 측벽들(222) 사이의 직경에 대해 디플렉터(220) 내의 벽들(121) 사이의 더 작은 직경은 우물 바닥부의 중심선의 방향으로의 운동량을 증가시켜 강 제트(3)를 지향시킬 수 있다. 따라서, 벽들(221) 사이의 경사진 벽(223) 및/또는 더 작은 직경은 포트(224)를 가로지르는 벽(221)을 따라 중심으로 강 제트(3)를 분리하여 재지향시킬 수 있고, 경사진 벽(223) 및/또는 보다 넓은 직경이없는 실질적으로 직선형 측벽(122)은 포트(224) 위로 소량으로 강 제트(3)를 분리시키고 중심으로 재지향시킬 수 있다. 이는 액체 강(2)의 유동 경로(4)가 포트(226)에 의해 한정된 평면(C)을 따라 지향되어서, 넓은 면(19) 대신에 몰드(18)의 좁은 면(17)에 충돌하도록 필렛(225)이 강 제트(3)를 포트(224) 밖으로 전이시킬 수 있게 할 수 있다. 따라서, 배출된 액체 강(2)의 이러한 재지향은 그에 의해서 몰드(18)의 체적에 걸쳐 높은 비대칭 유동을 방지할 수 있어서, 디플렉터(220)를 나가는 액체 강(2)의 유동 경로(4)가 보다 대칭이 되고 및/또는 유동 경로(4)의 상부 로프의 운동량을 증가시켜서, 액체 강(2)의 보다 바람직한 유동을 몰드(18) 내로 제공할 수 있다. 디플렉터(220)에 대한 다른 적절한 구성은 본원의 교시를 고려하면 당업자에게 명백할 것이다.

일 실시예에서, 연속 주조 노즐은 노즐의 바닥부에 디플렉터를 포함할 수 있다. 디플렉터는 상기 디플렉터의 길이방향 축을 따라 상기 디플렉터를 통해 개방 단부로부터 폐쇄 단부로 연장되는 보어를 포함할 수 있다. 보어는 제 1 쌍의 벽들과 제 1 쌍의 벽들을 가로지르는 제 2 쌍의 벽들을 포함할 수 있다. 한 쌍의 포트들은 디플렉터를 통해 보어로부터 디플렉터의 외면으로 연장될 수 있다. 제 1 쌍의 벽들 사이의 보어의 폭은 보어의 상부와 보어의 하부 사이에서 상당히 급격하게 감소될 수 있다. 한 쌍의 포트들의 각각의 포트는 제 2 쌍의 벽들의 반대 벽들 상에 위치될 수 있다. 한 쌍의 포트들은 보어의 폐쇄 단부 위의 근위에 위치될 수 있다. 제 2 쌍의 벽들의 각각의 벽은 각 벽과 각 포트 사이에 둥근 표면을 형성하도록 각 포트 위에 위치되는 적어도 하나의 필렛을 포함할 수 있다. 한 쌍의 포트들의 각각의 포트는 제 1 쌍의 벽들과 실질적으로 평행한 평면을 따라 연장될 수 있고, 한 쌍의 포트들의 각각의 포트는 평면을 따라 디플렉터의 길이방향 축에 대해 아래로 각도형성될 수 있다. 제 1 쌍의 벽들의 각각의 벽은 제 1 쌍의 벽들의 각각의 벽이 디플렉터의 길이방향 축을 향하여 내향으로 단차형성되도록 길이방향 축을 가로지르는 하부 및 상부 사이에서 선반을 포함할 수 있다. 제 1 쌍의 벽들의 각각의 벽은 선반으로부터 보어의 폐쇄 단부로 길이방향 축을 향하여 내향으로 테이퍼질 수 있다. 제 2 쌍의 벽들의 각각의 벽은 제 2 쌍의 벽들의 각각의 벽이 디플렉터의 길이방향 축을 향하여 내향으로 단차형성되도록 길이방향 축을 가로지르는 선반을 포함할 수 있으며, 제 2 쌍의 벽들 사이의 선반의 두께는 제 1 쌍의 벽들 사이의 선반의 두께보다 작을 수 있다. 제 1 쌍의 벽들의 각각의 벽은 상부에 아치형 표면 및 하부에 평평한 표면을 포함할 수 있다. 제 1 쌍의 벽들의 각각의 벽은 제 1 쌍의 벽들의 각각의 벽이 디플렉터의 길이방향 축을 향해 내향으로 경사지도록 상부와 하부 사이에 경사부를 포함할 수 있다. 제 1 쌍의 벽들의 각각의 벽은 경사부로부터 보어의 폐쇄 단부로 디플렉터의 길이방향 축과 실질적으로 평행할 수 있다. 제 2 쌍의 벽들의 각각의 벽은 균일한 아치형 표면을 포함할 수 있다.

다른 실시예에서, 연속 주조 노즐은 노즐의 바닥부에 디플렉터를 포함할 수 있다. 디플렉터는 디플렉터의 길이방향 축을 따라 개방 단부로부터 폐쇄 단부로 디플렉터를 통해 연장되는 보어를 포함할 수 있다. 한 쌍의 포트들은 디플렉터를 통해 보어로부터 디플렉터의 외면으로 연장될 수 있다. 보어의 직경은 디플렉터를 통과하는 유체의 유동의 일부가 한 쌍의 포트들을 통해 나가기 전에 보어의 표면으로부터 분리되어 유체의 유동을 길이방향 축을 향하여 재지향시키도록 한 쌍의 포트들 위의 길이방향 축을 따라 상당히 급격하게 감소할 수 있다.

노즐을 통해 연속 주조 몰드 내로 액체를 지향시키는 방법으로서, 상기 노즐은 길이방향 축을 따라 개방 단부로부터 폐쇄 단부로 상기 노즐을 통해 연장되는 보어 및 상기 노즐을 통해 상기 보어로부터 상기 폐쇄 단부 위의 상기 노즐의 외면으로 연장되는 한 쌍의 포트들을 포함하는, 상기 액체 지향 방법에 있어서: 상기 노즐의 바닥부를 상기 몰드 내에 위치시키는 단계; 상기 액체의 유동 경로가 상기 보어의 길이방향 축으로부터 오프셋되도록 상기 액체를 상기 보어의 개방 단부 내로 유동시키는 단계; 상기 액체의 유동 경로의 적어도 일부가 상기 보어의 표면으로부터 분리되도록, 상기 액체의 유동 경로를 상기 보어를 통하여 상기 보어의 길이방향 축을 향해 재지향시키는 단계; 및 상기 액체를 상기 한 쌍의 포트들을 통해 상기 몰드 내로 분배하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 노즐은 상기 한 쌍의 포트들의 각각의 포트 위에 위치된 둥근 표면을 갖는 적어도 하나의 필렛을 포함하여 상기 액체의 유동 경로를 길이방향 축을 따라 수직으로, 상기 길이방향 축을 가로지르는 한 쌍의 포트들을 통해 외향으로 매끄럽게 전이시킬 수 있다. 한 쌍의 포트들은 한 쌍의 포트들의 각각의 포트의 중심부가 평면을 따라 연장되도록 평면을 따라 정렬될 수 있으며, 액체는 상기 액체가 상기 한 쌍의 포트들을 통해서 몰드 내로 분배될 때 평면을 따라 노즐로부터 외향으로 지향된다. 액체는 몰드의 좁은 면으로 지향될 수 있다. 한 쌍의 포트들 중 제 1 포트를 통해 분배된 액체의 유동 경로는 한 쌍의 포트들 중 제 2 포트를 통해 분배된 액체의 유동 경로와 실질적으로 대칭일 수 있다. 한 쌍의 포트들의 각각의 포트로부터 분배된 액체의 유동 경로의 주요 스트림은 노즐로부터 외향으로 아래쪽으로 지향될 수 있고 한 쌍의 포트들의 각 포트로부터 분배된 액체의 유동 경로의 2차 스트림은 노즐로부터 외향으로 위쪽으로 지향되어서 상부 루프를 형성할 수 있다. 보어의 직경은 상당히 급격하게 감소되어 보어의 표면으로부터 액체의 유동 경로의 적어도 일부를 분리시킬 수 있다. 길이방향 축을 향하여 지향된 액체의 양은 한 쌍의 포트들을 포함하는 보어의 표면을 가로지르는 보어의 표면을 따라 증가될 수 있다.

본 발명의 다양한 실시예가 도시되고 설명되었으므로, 본원에 기술된 방법 및 시스템의 추가 적응은 본 발명의 범위 내에서 당업자에 의한 적절한 변형에 의해 달성될 수 있다. 그러한 잠재적 변형의 몇 가지는 언급되었으며, 다른 것들은 당업자에게 명백할 것이다. 예를 들어, 상술된 예, 실시예, 기하 구조, 재료, 치수, 비율, 단계 등은 예시적인 것이며 필수적인 것은 아니다. 따라서, 본 발명의 범위는 제시될 수 있는 청구범위의 관점에서 고려되어야 하며 도시되고 설명된 명세서 및 도면의 구조 및 동작의 세부 사항에 제한되지 않는 것으로 이해되어야 한다.

Claims

노즐의 바닥부에 디플렉터를 포함하는 연속 주조 노즐에 있어서,
상기 디플렉터는:
상기 디플렉터의 길이방향 축을 따라 개방 단부로부터 폐쇄 단부로 상기 디플렉터를 통해 연장되는 보어로서, 상기 보어는 제 1 쌍의 벽들 및 제 2 쌍의 벽들을 포함하며, 상기 제 1 쌍의 벽들의 각각의 벽은 상기 제 2 쌍의 벽들의 각각의 벽을 가로지르는, 상기 보어; 및
상기 디플렉터를 통해 상기 보어로부터 상기 디플렉터의 외면으로 연장되는 한 쌍의 포트들을 포함하고,
상기 제 1 쌍의 벽들 사이의 상기 보어의 폭은 상기 보어의 상부와 상기 보어의 하부 사이에서 상당히 급격하게 감소되며;
상기 한 쌍의 포트들의 각 포트는 상기 제 2 쌍의 벽들의 반대 벽들 상에 위치되는, 연속 주조 노즐.
제 1 항에 있어서,
상기 한 쌍의 포트들은 상기 보어의 폐쇄 단부 위의 근위에 위치되는, 연속 주조 노즐.
제 1 항에 있어서,
상기 제 2 쌍의 벽들의 각각의 벽은 각 벽과 각 포트 사이에 둥근 표면을 형성하도록 각 포트 위에 위치되는 적어도 하나의 필렛을 포함하는, 디플렉터.
제 1 항에 있어서,
상기 한 쌍의 포트들의 각각의 포트는 상기 제 1 쌍의 벽들과 실질적으로 평행한 평면을 따라 연장되고, 상기 한 쌍의 포트들의 각각의 포트는 상기 디플렉터의 길이방향 축에 대해 상기 평면을 따라 하향으로 각도형성되는, 디플렉터.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 쌍의 벽들의 각각의 벽은 상기 제 1 쌍의 벽들의 각각의 벽이 상기 디플렉터의 길이방향 축을 향해 내향으로 단차형성되도록 상기 길이방향 축을 가로지르는 상기 상부 및 상기 하부 사이에 선반을 포함하는, 연속 주조 노즐.
제 5 항에 있어서,
상기 제 1 쌍의 벽들의 각각의 벽은 상기 선반으로부터 상기 보어의 폐쇄 단부로 상기 길이방향 축을 향해 내향으로 테이퍼지는, 연속 주조 노즐.
제 5 항에 있어서,
상기 제 2 쌍의 벽들의 각각의 벽은 상기 제 2 쌍의 벽들의 각각의 벽이 상기 디플렉터의 길이방향 축을 향해 내향으로 단차형성되도록 상기 길이방향 축을 가로지르는 선반을 포함하고, 상기 제 2 쌍의 벽들 사이의 선반의 두께는 상기 제 1 쌍의 벽들 사이의 선반의 두께보다 작은, 연속 주조 노즐.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 쌍의 벽들의 각각의 벽은 상기 상부의 아치형 표면과 상기 하부의 평평한 표면을 포함하는, 연속 주조 노즐.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 쌍의 벽들의 각각의 벽은 상기 제 1 쌍의 벽들의 각각의 벽이 상기 디플렉터의 길이방향 축을 향해 내향으로 경사지도록 상기 상부와 상기 하부 사이에서 경사부를 포함하는, 연속 주조 노즐.
제 9 항에 있어서,
상기 제 1 쌍의 벽들의 각각의 벽은 상기 경사부로부터 상기 보어의 폐쇄 단부에 이르기까지 상기 디플렉터의 길이방향 축과 실질적으로 평행한, 연속 주조 노즐.
제 1 항에 있어서,
상기 제 2 쌍의 벽들의 각각의 벽은 균일한 아치형 표면을 포함하는, 연속 주조 노즐.
노즐의 바닥부에 디플렉터를 포함하는 연속 주조 노즐에 있어서,
상기 디플렉터는:
상기 디플렉터의 길이방향 축을 따라 개방 단부로부터 폐쇄 단부로 상기 디플렉터를 통해 연장되는 보어; 및
상기 디플렉터를 통해 상기 보어로부터 상기 디플렉터의 외면으로 연장되는 한 쌍의 포트들을 포함하고;
상기 보어의 직경은 상기 한 쌍의 포트들 위의 길이방향 축을 따라 상당히 급격하게 감소하여, 상기 디플렉터를 통과하는 유체의 유동의 일부가 상기 보어의 표면으로부터 분리됨으로써, 상기 한 쌍의 포트들을 나가기 전에 상기 유체의 유동을 상기 길이방향 축을 향하여 재지향시키는, 연속 주조 노즐.
노즐을 통해 연속 주조 몰드 내로 액체를 지향시키는 방법으로서, 상기 노즐은 길이방향 축을 따라 개방 단부로부터 폐쇄 단부로 상기 노즐을 통해 연장되는 보어 및 상기 노즐을 통해 상기 보어로부터 상기 폐쇄 단부 위의 상기 노즐의 외면으로 연장되는 한 쌍의 포트들을 포함하는, 상기 액체 지향 방법에 있어서,
상기 노즐의 바닥부를 상기 몰드 내에 위치시키는 단계;
상기 액체의 유동 경로가 상기 보어의 길이방향 축으로부터 오프셋되도록 액체를 상기 보어의 개방 단부 내로 유동시키는 단계;
상기 액체의 유동 경로의 적어도 일부가 상기 보어의 표면으로부터 분리되도록, 상기 액체의 유동 경로를 상기 보어를 통하여 상기 보어의 길이방향 축을 향해 재지향시키는 단계; 및
상기 액체를 상기 한 쌍의 포트들을 통해 상기 몰드 내로 분배하는 단계를 포함하는, 액체 지향 방법.
제 13 항에 있어서,
상기 노즐은 상기 한 쌍의 포트들의 각각의 포트 위에 위치되는 둥근 표면을 갖는 하나 이상의 필렛을 포함하여, 상기 길이방향 축을 따라 수직으로부터 상기 길이방향 축을 가로지르는 상기 한 쌍의 포트들을 통해서 외향으로 상기 액체의 유동 경로를 매끄럽게 전이시키는, 액체 지향 방법.
제 13 항에 있어서,
상기 한 쌍의 포트들은 한 쌍의 포트들의 각각의 포트의 중심부가 평면을 따라 연장되도록 상기 평면을 따라 정렬되고, 상기 액체는 상기 액체가 상기 한 쌍의 포트들을 통해 상기 몰드 내로 분배될 때 상기 평면을 따라 상기 노즐로부터 외향으로 지향되는, 액체 지향 방법.
제 15 항에 있어서,
상기 액체가 상기 몰드의 좁은 면으로 지향되는, 액체 지향 방법.
제 13 항에 있어서,
상기 한 쌍의 포트들 중 제 1 포트를 통해 분배된 상기 액체의 유동 경로는 상기 한 쌍의 포트들 중 제 2 포트를 통해 분배된 상기 액체의 유동 경로와 실질적으로 대칭인, 액체 지향 방법.
제 13 항에 있어서,
상기 한 쌍의 포트들의 각각의 포트로부터 분배된 상기 액체의 유동 경로의 주요 스트림은 상기 노즐로부터 외향으로 아래로 지향되고, 상기 한 쌍의 포트들의 각각의 포트로부터 분배된 상기 액체의 유동 경로의 2차 스트림은 상부 루프를 형성하도록 상기 노즐로부터 외향으로 위로 지향되는, 액체 지향 방법.
제 13 항에 있어서,
상기 보어의 직경은 상기 보어의 표면으로부터 상기 액체의 유동 경로의 적어도 일부를 분리시키기 위해 상당히 급격하게 감소되는, 액체 지향 방법.
제 13 항에 있어서,
상기 길이방향 축을 향하여 지향된 상기 액체의 양은 상기 한 쌍의 포트들을 포함하는 상기 보어의 표면들을 가로지르는 상기 보어의 표면들을 따라 증가되는, 액체 지향 방법.