KR900001783Y1 - Long nozzle for continuos casting - Google Patents
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Abstract
내용 없음.No content.
Description
제1도는 연속주조상태를 나타내는 개략도.1 is a schematic diagram showing a continuous casting state.
제2도는 종래 롱노즐의 종단면도.2 is a longitudinal sectional view of a conventional long nozzle.
제3a, b도는 수모델실험을 통해 종래의 롱노즐 사용시 턴디쉬내 통노즐 부근에 발생하는 와류 및 유동현상을 관찰한 사진.3a and b are photographs of vortex flow and phenomena occurring near the barrel nozzle in the tundish when using the conventional long nozzle through the water model experiment.
(c)는 종래의 롱노즐 사용시의 상태도.(c) is a state diagram at the time of using a conventional long nozzle.
제4a도는 본 고안의 종단면도.Figure 4a is a longitudinal cross-sectional view of the present invention.
(b)는 본 고안의 A-A' 단면도.(b) is A-A 'cross section of the present invention.
제5a도는 수모델실험을 통해 본 고안의 롱노즐 사용시 롱노즐로부터 용강이 유출되는 상황을 관찰한 사진.Figure 5a is a photograph observing the situation that the molten steel outflow from the long nozzle when using the long nozzle of the present invention through the water model experiment.
(b)는 수모델실험을 통해 본 고안의 롱노즐 사용시 수직유출류가 상부유출류와 충돌에 의해서 턴디쉬내 롱노즐 부근에 와류의 세기가 감소되는 것을 관찰한 사진.(b) is a photograph that observes that the vertical flux flows when the long nozzle of the present invention is used through the water model experiment and the strength of the vortex decreases near the long nozzle in the tundish due to collision with the upper flux.
(c)는 수모델실험을 통해 본 고안의 롱노즐 사용시 탕면 부근에서 완만한 관형흐름이 형성되는 것을 관찰한 사진.(c) is a photograph observing the formation of a smooth tubular flow in the vicinity of the water surface when using the long nozzle of the present invention through a water model experiment.
(d)는 본 고안의 롱노즐 사용시의 상태도.(d) is a state diagram when using the long nozzle of the present invention.
제6도는 수모델시험을 통해 종래의 롱노즐과 본 고안의 롱노즐 사용시 유체의 체류시간에 따른 Kcl 농도 분포를 나타낸 그래프.Figure 6 is a graph showing the distribution of Kcl concentration according to the residence time of the fluid when using the conventional long nozzle and the long nozzle of the present invention through a water model test.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
2' : 롱노즐 11 : 상부유출구2 'long nozzle 11: upper outlet
12 : 수직유출구 13 : 노즐상단부12 vertical outlet 13 nozzle top end
14 : 노즐하단부14: nozzle lower end
본 고안은 노즐 특히, 연속주조용 롱노즐(Long Nozzle)에 관한 것이다.The present invention relates to a nozzle, in particular, a long nozzle for continuous casting.
연속주조용으로 종래의 롱노즐을 사용하는 경우, 래들(1)로부터 턴디쉬(3)내에 용강(6)이 유입될 때 롱노즐 출구(8)에서의 평균유속이 매우 빨라 턴디쉬(3) 바닥에 충돌한 용강하강류는 롱노즐(2) 부근에서 탕면쪽을 상승하면서 다시 하강하는 와류(9)를 강하게 형성한다.In the case of using a conventional long nozzle for continuous casting, when the molten steel 6 flows into the tundish 3 from the ladle 1, the average flow velocity at the long nozzle outlet 8 is very fast, thereby making the tundish 3 The molten descent that collides with the bottom strongly forms a vortex 9 which descends again while rising toward the water surface near the long nozzle 2.
일례로서, 롱노즐의 직경이 10cm이고, 300t 용량의 래들은 50분간 주조할 경우 롱노즐 출구에서의 평균유속이 180cm/sec 정도이다.As an example, the long nozzle has a diameter of 10 cm and a 300t ladle has an average flow velocity of about 180 cm / sec at the long nozzle exit when cast for 50 minutes.
상기와 같은 롱노즐(2) 부근에 강한 와류(9) 지역의 형성은 탕면(7)을 불안정하게 하여 용강(6)과 공기와의 접촉을 촉진시켜 용강(6)이 재산화되므로써 비금속개재물의 양을 증대시켜 주편 품질저하의 원인이 된다.The formation of a strong vortex 9 region near the long nozzle 2 destabilizes the hot water surface 7 and promotes contact between the molten steel 6 and air so that the molten steel 6 is reoxidized and thus the nonmetallic inclusions. It increases the amount, which causes the quality of cast steel.
또한, 롱노즐(2) 부근의 와류(9)는 롱노즐(2) 근방의 혼합흐름지역을 확대시켜 용강(6) 중에 내재된 비금속 개재물이 용강(6)의 흐름이 강하므로 인하여 떠오르는 힘인 부력보다 용강(6)의 흐름에 의한 관성력이 커서 계속해서 용강(6)을 따라 흐르게되므로 비금속개재물의 부상분리효과를 저하시킨다.In addition, the vortex 9 near the long nozzle 2 expands the mixed flow region near the long nozzle 2 so that the non-metallic inclusions embedded in the molten steel 6 flow due to the strong flow of the molten steel 6. More inertial force due to the flow of the molten steel (6) to continue to flow along the molten steel (6), thereby reducing the floating separation effect of the non-metallic inclusions.
상기와 같이, 종래의 롱노즐을 사용하는 경우, 롱노즐(2) 부근에 강한 와류(9) 지역의 형성으로 인해 용강(6)의 재산화 및 혼합흐름지역 확대로 인한 비금속개재물의 부상분리효과의 저하로 품질상에 나쁜 영향을 주게되는 문제점이 있었다.As described above, in the case of using the conventional long nozzle, the floating separation effect of the nonmetallic inclusion due to the reoxidation of the molten steel 6 and the expansion of the mixed flow region due to the formation of a strong vortex 9 region near the long nozzle 2 There was a problem that adversely affects the quality of the degradation.
본 고안은 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 특히 롱노즐 부근에서 와류생성을 억제함과 동시에 탕면을 안정시켜 용강의 재산화를 방지하며, 턴디쉬내에 혼합흐름 지역을 축소시키고, 개재물부상 분리에 유리한 관형흐름지역을 확대시켜 비금속 개재물의 부상분리효과를 높일 수 있도록 한 연속주조용 롱노즐을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been devised to solve such a conventional problem, and in particular, it prevents the formation of vortex in the vicinity of the long nozzle and stabilizes the hot water surface to prevent reoxidation of molten steel, and reduces the mixed flow area in the tundish, The purpose of the present invention is to provide a continuous nozzle for continuous casting which can increase the separation effect of non-metallic inclusions by expanding the tubular flow area which is advantageous for floating separation.
본 고안의 목적을 달성하기 위한 실시구조로는 롱노즐의 상단부 직경보다 큰 직경을 갖는 롱노즐의 하단부에 복수개의 다공으로 형성된 상부유출구와 수직유출구가 마련되는 구성으로 가능케 된다.An embodiment structure for achieving the object of the present invention is to enable a configuration in which the upper outlet and the vertical outlet is formed of a plurality of pores in the lower end of the long nozzle having a diameter larger than the upper end diameter of the long nozzle.
이하 도면에 따라 본 고안의 실시구조를 상세히 설명한다.According to the drawings will be described in detail the embodiment of the present invention.
제1도에서 알 수 있는 바와같이, 연속주조시 래들(1)의 용강(6)은 롱노즐(2)을 통해 턴디쉬(3) 내로 유입되고 턴디쉬(3) 내의 용강은 침적노즐(4)을 통해 모울드(Mold)(5)로 유출된다.As can be seen in FIG. 1, in continuous casting, the molten steel 6 of the ladle 1 flows into the tundish 3 through the long nozzle 2 and the molten steel in the tundish 3 is the deposition nozzle 4. Out through the mold (5).
상기 턴디쉬(3)는 래들(1)과 모울드(5) 사이에 위치하여 용강(6)의 수급 조정을 위한 완충용기 및 내부의 용강(6) 중에 있는 비금속 개재물 제거를 위한 역할을 한다.The tundish 3 is positioned between the ladle 1 and the mold 5 to serve as a buffer for the supply and demand adjustment of the molten steel 6 and to remove non-metallic inclusions in the molten steel 6 therein.
제2도에 도시된 종래의 롱노즐(2)은 상하부가 동일한 직경을 갖는 반면에, 본 고안에 부합되는 롱노즐(2')은 노즐상단부(13)의 직경보다 큰 직경을 갖는 노즐하단부(14)에 팽창부가 형성되며, 상기 노즐하단부(14)에 복수개의 다공으로 형성된 상부유출구(11)와 하나의 수지 유출구(12)로 구성하여 롱노즐(2') 유출구(11, 12)의 단면적을 증가시켜, 용강유출구(11, 12)의 평균속도를 감소시키거나 관형흐름을 형성하도록 구성된다.In the conventional long nozzle 2 shown in FIG. 2, the upper and lower portions have the same diameter, whereas the long nozzle 2 'according to the present invention has a nozzle lower end portion having a diameter larger than the diameter of the nozzle upper portion 13 ( An expansion part is formed at 14 and the cross-sectional areas of the long nozzle 2 'outlets 11 and 12 are formed by the upper outlet 11 and the one resin outlet 12 formed by a plurality of holes in the nozzle lower end 14. Is increased to reduce the average speed of the molten steel outlets 11 and 12 or to form a tubular flow.
한편, 본 고안의 롱노즐(2')은 열 및 충격에 강한 내화재등으로 제조된다.On the other hand, the long nozzle 2 'of the present invention is made of a refractory material, such as heat and impact resistant.
이와같이 구성된 본 고안의 작용 및 효과를 설명한다.The operation and effects of the present invention configured as described above will be described.
본 고안은 다음과 같은 실험 즉, 용강(6)이 고온이고, 불투명하여 용강(6) 내에서 일어나는 유통현상을 직접 관찰하기가 곤란하므로 물을 이용한 수모델 실험을 이용한 것으로서, 턴디쉬(3)의 유입구인 롱노즐(2')에 추적자로서 메틸렌블루(Methy lene Blue)를 순간적으로 주입하여 메틸렌블루의 거동을 제3도 및 제5도와 같이, 사진촬영함으로써 턴디쉬(3) 내에 용강(6)의 유동현상을 관찰하였다.The present invention uses the water model experiment using water, because it is difficult to directly observe the flow phenomenon occurring in the molten steel 6 because the molten steel 6 is hot and opaque. Instantly inject methylene blue (Methy lene Blue) as a tracer into the long nozzle (2 ') inlet of the molten steel in the tundish (3) by photographing the behavior of methylene blue as shown in Figs. ), The flow phenomenon was observed.
제3도는 종래의 롱노즐(2)을 사용한 경우로서, (a)는 롱노즐(2)을 빠져나온 용강유출류(8)가 턴디쉬(3) 바닥에 충돌하여 순간적으로 턴디쉬(3) 바닥을 따라 퍼지면서 흐르는 것을 사진촬영한 것이고, (b)는 턴디쉬(3) 바닥에 충돌한 용강유출류(8)가 턴디쉬(3)의 탕면(7)부로 상승하면서 롱노즐(2) 부근에 와류(9)의 형성 및 턴디쉬(3) 내의 유동상황을 사진촬영한 것이고, (c)는 종래의 롱노즐(2) 사용시의 상태도를 나타낸 것이다.3 shows a case where a conventional long nozzle 2 is used, and (a) shows that molten steel outflow 8 exiting the long nozzle 2 collides with the bottom of the tundish 3 and instantaneously becomes a tundish 3. The photograph was taken while flowing along the floor, and (b) shows that the molten steel outflow 8 collided with the bottom of the tundish 3 ascends to the hot water surface 7 of the tundish 3 and the long nozzle 2. Photographs were taken of the formation of the vortex 9 and the flow of the tundish 3 in the vicinity, and (c) shows a state diagram when the conventional long nozzle 2 is used.
한편, 제5도는, 본 고안의 롱노즐(2')를 사용한 것으로, (a)는 래들(1)내의 용강(6)이 롱노즐(2')의 상부유출구(11)와 수직유출구(12)를 통해 턴디쉬(3)내로 유입되는 것을 나타낸 것이고, (b)는 상부유출구(11)와 수직유출구(12)를 통해 빠져나온 유출류(8)의 턴디쉬(3)내에서의 유동상황을 나타낸 것이고, (c)는 탕면(7) 부근에 완만한 관형흐름(10)이 형성되는 것을 나타낸 것이고, (d)는 본 고안의 롱노즐(2') 사용시의 상태도를 나타낸 것이다.On the other hand, Figure 5, using the long nozzle (2 ') of the present invention, (a) is the molten steel 6 in the ladle 1 is the upper outlet 11 and the vertical outlet (12) of the long nozzle (2') It is shown that the flow into the tundish (3) through (b), (b) is the flow situation in the tundish (3) of the outflow (8) exited through the upper outlet 11 and the vertical outlet (12) (C) shows that a smooth tubular flow 10 is formed in the vicinity of the bath surface (7), (d) shows a state diagram when using the long nozzle 2 'of the present invention.
상기 제3도 및 제5도에서 알 수 있는 바와같이, 본 고안의 롱노즐은 종래의 롱노즐보다 노즐하단부(14)의 유출구(11, 12) 단면적이 크므로 용강유출류(8)의 평균속도가 감소되어 롱노즐(2') 부근에 형성되는 와류(9)의 세기가 감소된다.As can be seen in FIGS. 3 and 5, the long nozzle of the present invention has a larger cross-sectional area of the outlet openings 11 and 12 of the nozzle bottom 14 than the conventional long nozzle, so that the average of the molten steel outflow 8 The speed is reduced to reduce the strength of the vortex 9 formed near the long nozzle 2 '.
상기의 유출류의으로 표시된다.Of outflow Is displayed.
상기 제5d도에 의해 노즐하단부(14)의 상부유출구(11)로 용강(6)이 유출되어 와류(9)의 세기감소되는 작용설명을 하면, 상부유출구(11)가 용강(6)에 침적되지 않은 "A"의 경우에는 용강(6)은 하나의 수직유출구(12)로만 통해서 유출된다.When the molten steel 6 flows out to the upper outlet 11 of the nozzle lower end 14 by FIG. 5d and the action of reducing the strength of the vortex 9 is described, the upper outlet 11 is deposited on the molten steel 6. In the case of "A", the molten steel 6 flows out through only one vertical outlet 12.
그러나, 롱노즐(2')이 용강(6)에 완전히 침적된 "C"의 경우, 수직 유출구(12)에는 용강(6)의 높이에 해당되는 "B+C"에 용강(6)의 정압이 걸리고, 상부유출구(11)에는 용강(6)의 높이에 해당되는 "B"에 용강(6)의 정압이 형성된다.However, in the case of "C" in which the long nozzle 2 'is completely deposited in the molten steel 6, the vertical outlet 12 has a positive pressure of the molten steel 6 at "B + C" corresponding to the height of the molten steel 6. In the upper outlet 11, the static pressure of the molten steel 6 is formed at the "B" corresponding to the height of the molten steel (6).
이때, 용강(6)이 유출되는 힘은 유출구(11, 12)에서 용강(6)의 정압이 낮을수록 커지므로 상부유출구(11)와 수직유출구(12) 사이의 높이차(c)에 해당되는 힘(용강의 밀도)×(중력가속도)×(C) 만큼의 차이가 생겨, 용강(6)은 상부유출구(11)로 용이하게 유출된다(제5a도 참조).At this time, the force from which the molten steel 6 flows out increases as the static pressure of the molten steel 6 decreases in the outlets 11 and 12, so that the height difference c between the upper outlet 11 and the vertical outlet 12 corresponds to the height difference c. The difference by force (density of molten steel) x (gravity acceleration) x (C) arises, and the molten steel 6 easily flows out into the upper outlet 11 (refer FIG. 5a).
또한, 상부유출구(11)를 통해 빠져나온 유출류(8)는 턴디쉬 탕면(7) 부근에서 탕면(7)과 수평하게 흐르기 때문에 탕면(7)이 안정되고, 수직유출구(12)를 빠져나온 유출류(8)는 턴디쉬(3) 바닥에 충돌한 후에 탕면(7) 쪽으로 상승하는데 이 상승류는 상부유출구(11)를 통해 빠져나온 유출류와 충돌하여 세기가 약해지면서 소실되어 그 영향이 탕면(7)까지 미치지 않는다. 즉, 롱노즐(2') 부근의 와류(9)는 세기가 감소하고, 그 영향을 미치는 지역이 롱노즐(2') 부근의 턴디쉬(3) 바닥부근에 한정되므로, 상기 롱노즐(2') 근방의 탕면(7)이 매우 안정되고 와류(9)에 의한 용강(6)의 재산화문제는 없게 된다.In addition, since the outflow 8 escaping through the upper outlet 11 flows horizontally with the tang surface 7 near the tundish tang surface 7, the tang surface 7 is stabilized and exits the vertical outlet 12. After the outflow 8 hits the bottom of the tundish 3, the outflow 8 rises toward the water surface 7. The upflow collides with the outflow flowing out through the upper outlet 11 and is lost as the strength decreases. It does not reach to the hot water surface (7). That is, since the strength of the vortex 9 near the long nozzle 2 'decreases, and the area of influence thereof is limited to the bottom of the tundish 3 near the long nozzle 2', the long nozzle 2 ') The hot water surface 7 in the vicinity is very stable and there is no problem of reoxidation of the molten steel 6 by the vortex 9.
또한, 본 고안의 롱노즐(2')은 탕면(7) 부근에 완만한 관형흐름이 형성되므로 비금속개재물이 부력에 의해 탕면(7)으로 용이하게 부상분리된다.In addition, since the long nozzle 2 'of the present invention has a gentle tubular flow near the water surface 7, non-metallic inclusions are easily separated from the water surface 7 by buoyancy.
한편, 제6도는 수모델실험을 통해 종래 롱노즐(2)과 본 고안의 롱노즐(2') 사용시 유체의 체류시간 분포를 측정한 것으로, 턴디쉬(3)의 유입구인 노즐상단부(13)에 Kcl 용액을 순간적으로 주입하고 턴디쉬(3)의 유출구(11, 12)인 침적노즐부근에서 빠져나오는 유체의 Kcl 농도를 시간에 따라서 측정한 것이다. 이와같이 측정한 곡선을 이용하여 턴디쉬(3) 부피해석을 하면,On the other hand, Figure 6 is a measurement of the residence time distribution of the fluid when using the conventional long nozzle (2) and the long nozzle (2 ') of the present invention through the water model experiment, the nozzle upper end 13, which is the inlet of the tundish (3) The Kcl solution was instantaneously injected and the Kcl concentration of the fluid exiting the immersion nozzle near the outlets 11 and 12 of the tundish 3 was measured over time. When the volume analysis of the tundish (3) using the curve thus measured,
[표 1]TABLE 1
표 1과 같이 평균체류시간 및 턴디쉬의 총부피(V) 중에서 혼합흐름 부피분율(Vm/V), 관형흐름부피분율(Vp/V), 정체부피분율(Vd/V)을 구할 수 있다. 여기서 V=Vp+Vm+Vd로 표시되고, Vp:관형흐름부피, Vm:혼합흐름부피, Vd: 정체지역부피이다.As shown in Table 1, the mixed flow volume fraction (Vm / V), the tubular flow volume fraction (Vp / V), and the static volume fraction (Vd / V) can be obtained from the average residence time and the total volume of the tundish (V). Where V = Vp + Vm + Vd, where Vp is the tubular flow volume, Vm is the mixed flow volume, and Vd is the congestion area volume.
본 고안의 롱노즐(2') 사용시 평균체류시간이 11초 증가했는데, 이는 턴디쉬(3) 내 용강(6)의 머무르는 시간의 증가를 의미하므로 비금속 개재물이 부상분리할 시간이 더길어 종래의 롱노즐(2) 보다 개재물 부상분리에 효과적이다.When the long nozzle 2 'of the present invention is used, the average residence time is increased by 11 seconds, which means that the residence time of the molten steel 6 in the tundish 3 is increased. It is more effective for separating floating objects than the long nozzle (2).
또한, 본 고안의 롱노즐(2') 사용시는 종래 롱노즐(2) 사용시보다 비금속 개재물의 부상분리에 불리한 혼합 흐름부피는 감소하고, 비금속 개재물 부상분리에 유리한 관형흐름(10) 부피는 증가한다.In addition, when the long nozzle 2 'of the present invention is used, the mixing flow volume, which is more disadvantageous for floating separation of non-metallic inclusions, is reduced, and the volume of the tubular flow 10, which is advantageous for floating separation of non-metallic inclusions, is increased than when using the long nozzle 2'. .
따라서, 본 고안은, 턴디쉬(3) 내 롱노즐(2') 부근에 형성되는 와류(9)의 세기를 감소시켜 용강(6)의 재산화를 방지하고, 탕면(7) 부근에 관형 흐름(10)을 유도하여 용강(6)중의 비금속 개재물 부상 분리효과를 증대시키는 매우 효과적인 고안이다.Therefore, the present invention reduces the strength of the vortex 9 formed near the long nozzle 2 'in the tundish 3 to prevent reoxidation of the molten steel 6, and the tubular flow near the hot water surface 7. It is a very effective design to increase the separation effect of floating non-metallic inclusions in molten steel by inducing (10).
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Cited By (3)
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| KR101244322B1 (en) * | 2010-11-05 | 2013-03-14 | 주식회사 포스코 | Shroud Nozzle |
| WO2013039279A1 (en) * | 2011-09-16 | 2013-03-21 | Kim Gihwan | Shroud nozzle shaking preventing technique |
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1986
- 1986-12-31 KR KR2019860022291U patent/KR900001783Y1/en not_active IP Right Cessation
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| KR880011761U (en) | 1988-08-26 |
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| E902 | Notification of reason for refusal | ||
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Payment date: 19971229 Year of fee payment: 9 |
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| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |