KR950009439B1 - 연속주조 주형 탕면에서의 와류방지방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

연속주조 주형 탕면에서의 와류방지방법

제1도는 종래의 연속주조 주형을 나타내는 개략도.

제2도는 주형에서의 용강 유동패턴을 나타내는 모식도.

제3도는 주형에서의 와류형성을 나나내는 모식도.

제4도 (a)는 본 발명에 따라 분리대가 설치되어 있는 주형의 단면도.

(b)는 제4도(a)의 평면도.

제5도는 분리대의 길이/주조폭의 비에 따른 와류 발생횟수를 나타내는 그래프.

제6도는 분리대의 폭/노즐침적 길이의 비에 따른 와류발생 횟수를 나타내는 그래프.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 침지노즐(Nozzle) 2 :주형용제

4 : 주형 5 : 슬래브

6 : 탕면 7 : 토출구

8 : 와류 9 : 분리대

본 발명은 연속주조 공정중 주형탕면에서 주형용제의 삭입의 원인이 되는 와류를 방지하는 방법에 관한 것이다.

연속주조 공정에서 용강은 제1도 및 제2도에 나타난 바와같이 침지노즐(1)의 토출구(7)를 통하여 주형(4)으로 유입되고 용강의 산화를 막고 주형(4)과 주편간의 윤활과 용강의 공기중으로의 열방사를 막기 위해 탕면(6)위에 주형용제(2)를 뿌려준다.

주형(4)에 유입된 용강은 주형(4)의 냉각에 의해 응고층을 형성하여 슬래브(5) 형태로 주형(4)을 빠져나 가게 되며, 이 슬래브(5)는 가이드를 (3)에 의해 가이드되어 압연공정으로 이송되어 소정 두께로 압연되게 된다.

이때 제2도에 나타난 바와같이 침지노즐(1)의 토출구(7)를 통하여 유입된 용강은 주형(4)내에서 대류를 일으키게 된다. 즉, 토출구(7)에서 빠져나온 용강은 주형단변(4a)을 향하게 되고 주형단변(4a)에 충돌한 후 윗방향과 아랫방향의 두개의 유동으로 분리되고 그 결과 다시 윗부분에 두개의 유동장과 아랫 부분에 또 다른 유동장을 형성하게 된다. 윗방향의 두개의 유동장은 탕면(6)에서 주형단변(4)쪽으로부터침지 노즐(1)쪽으로 향하게 된다.

유동의 역학적인 측면에서 와류(8)의 형성은 제3도에 나타난 바와같이, 회전성분을 가진 유동이 존재하여야 하고 회전성분이 어떤 임계치를 넘어서면 발생하게 된다.

탕면(6)에서 발생한 이러한 와류(8)는 주형용제 (2)를 용강내에 삭입지켜 용강이 응고될때 삭입된 주형용제 (2)가 슬래브(5)에 잔존하게 되고 주형용제 (2)에 의한 결함을 유발하게 된다. 종래에는 이러한 와류형성을 방지하기 위하여 침지노즐(1)의 토출구(7) 각도, 토출구(7) 면적, 토출구(7) 갯수 등을 변경시켜 탕면(6)에서의 용강의 유동을 제어하여 왔으나 직접적으로 와류(8) 발생을 방지하기에는 미흡하켰다.

따라서, 본 발명은 연속주조 주형의 탕면직하에 폭방향과 평행으로 분리대를 설치하고 그 분리대의 크기 및 침지노즐의 침적깊이를 제어하므로서 단변방향의 회전유속을 감소시켜 탕면에서 발생되는 와류를 방지하고자 하는데, 그 목적이 있다.

이하, 본 발명에 대하여 설명한다.

본 발명은 토출구를 구비한 침지노즐을 연속주조주형에 침지시켜 용강을 주형에 주입하고 침지된 침지노즐의 토출구의 직상과 용강상에 투입된 주형용제 직하의 위치에 주형의 장변방향과 평행하게 분리대를 설치 하여 연속주조함에 있어서 상기 분리 대의 크기가 분리대길이 /주조폭의 비가 0.5-0.9, 그리고 분리대폭/ 노즐침적 깊이의 비가 0.1-0.4가 되도속 하여 연속주조 주형의 탕면에서 발생되는 와류를 방지할 수 있는 와류방지 방법에 관한 것이다.

이하, 본 발명을 도면에 의해 보다 상세히 설명한다.

제4도(a) 및 (b)에 나타난 바와같이, 본 발명에 따라 연속주조 주형의 탕면에서 발생되는 와류를 방지 하기 위해서는 분리대 (9)를 설치하여야 하는데, 이 분리대 (9)는 내화물로 형성되며, 이 내화물로는 용강에 견딜 수 있는 내화물이라면 어느 것이나 가능하다. 또한, 상기 분리대(9)는 침지노즐(1)을 기준으로 하며 양쪽에 각각 설치된다. 상기 분리대 (9)는 연속주조시 주형에 침지되는 침지노즐(1)의 토출구(7)의 직상과 연속주조시 투입되어 용강위에 부유되어 있는 주형용제 (2)의 직하의 위치에 설치된다. 상기 분리대(9)는 침지노즐(1)에 의해 유지될 수 있다.

또한, 상기 분리대(9)는 제4도(a) 및 (b)에 나타난 바와같이 적절한 길이( f )와 폭(W)으로 크기화되어야 하는데, 분리대의 길이 (ℓ)/주조폭의 비가 0.5-0.9, 분리대의 폭(W)/노즐 침적 깊이의 비가 0.1- 0.4의 범위가 되도록 크기화되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따라 연속주조 주형의 탕면에서 발생되는 와류를 방지하는 메카니즘에대하여 설명하면 다음과 같다.

제3도에 나타난 바와같이, 연속주조 공정에서 연주주형에 발생하는 와류(8)는 침지노즐(1)을 통하여 주형에 유입된 용강이 양쪽 주형단변(4a)에 충돌한 후 탕면(6)에서 침지노즐(1)쪽으로 흐르는 두개의 유동장이 만나서 회전유속이 어떤 임계치를 넘어서면 발생한다. 특히, 침지노즐(1)이 편심될 경우 탕면(6)에서 주형단변(4a)에서 주형장변(4b)쪽을 따라 흐르는 강하고 약한 두개의 유동이 만나는 곳에서 발생하게 되는데 침지노즐과 장변 사이의 두곳에서 서로 다른 방향의 회전력에 의해 하나는 시계 방향으로 또 다른 하나는 반시계 방향으로 와류(8)를 형성하게 된다.

주형 탕면(6)에서 발생하는 용강유속은 다음의 두가지 성분으로 이루어진다.

V_B=aV_BX+ bV_By

여기서 V_B: 탕면(6)에서의 용강의 총유속

V_BX: 탕면(6)에서 주형장변에 평팽한 용강의 유속

V_By: 탕면(6)에서 주형장변에 수직인 용강의 유속

주형 탕면에서 발생하는 와류(8)는 주형단변(4a)에서 침지노즐(1)쪽으로 향하는 두개의 유동이 만나는 곳에서 회전 유속에 의해 발생하므로 침지노즐(1)에 장변방향과 평행으로 용강에 견디는 내화물로 탕면(6)에 침지노즐에서 주형단변(4a) 쪽으로 주형장변(4b) 방향에 평행으로 분리대(9)를 설치하므로서 회전 유속을 일으키는 주형장변(4b)에 수직인 유속을 감소시킴으로서 와류(8)의 발생을 방지하는 것이다. 이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.

[실시예]

연속주조 주형 탕면에서의 와류를 방지하기 위하여 실 주조크기의 1/2로 하여 수모델 실험을 실시하였다. 주형탕면에 침지노즐로부터 주형장변에 평행하게 분리대를 설치할 경우 분리대의 길이/주조폭의 비의 변화 및 분리대의 폭/노즐침적의 비의 변화에 따른 2분동안의 와류 발생횟수를 관찰하고, 그 결과를 제5도 및 제6도에 각각 나타내었다.

제6도의 경우 분리대 길이/주족폭의 비는 1/2이였다.

제5도에 나타난 바와같이, 본 발명에 따라 분리대를 설치하는 경우 와류 발생횟수가 적어지며, 특히, 분리대의 길이/주조폭의 비가 1/2이상인 경우 회전 유속이 작아져서 와류 발생횟수가 훨씬 적게 나타남을 알 수 있다.

또한, 제6도에 나타난 바와같이, 분리대 길이/주조 폭의 비가 1/2일때 분리대 폭/침지노즐 침적깊이의 비가 0.2인 경우 와류 발생횟수가 가장 작게 나타남을 알 수 있다.

이것은 분리대 폭/침지 노즐 침적깊이의 비가 작으면 회전유속을 제어하지 못하고, 분리대 폭/침지 노즐 침적 깊이의 비가 너무 크면 토출구에서 나오는 용강의 유속이 단변쪽으로 가지 못하고 분리대에 부딪쳐서 직접 탕면으로 이동하므로써 회전유속을 크게 하기 때문이다.

제5도 및 제6도로 부터, 2분동안 발생하는 와류의 발생 횟수를 1/2로 저감하기위하여 와류 발생횟수를 10회로 임의 기준을 설정하면 분리대의 길이/주조폭비에 대해서는 0.5-0.9(1.0인 경우는 주형단변에 붙어서 조업에 문제), 분리대의 폭/노즐 침적깊이비는 0.1-0.4 범위임을 알 수 있다.

상술한 바와같이, 본 발명은 주형의 탕면 직하에 폭방향과 평행하게 분리대를 설치하여 단변방향의 회전 유속을 감소시켜 연속주조 탕면에서 발생하는 와류를 방지하므로써 슬래브의 주형용제에 의한 결함을 저감 할 수 있는 효과가 있는 것이다.

Claims (1)

1. 토출구(7)를 구비한 침지노즐(1)을 연속주조 주형 (4)에 침지시켜 용강을 주형에 투입하고 침지된 침지 노즐(1)의 토출구(7)의 직상과 용강상에 투입된 주형용제 (2) 직하의 위치에 주형의 장변방향(4b)과 평행하게 분리대 (9)를 설치하여 연속주조함에 있어서, 상기 분리대 (9)의 크기가 분리대 길이/주조폭의 비가 0.5- 0.9, 그리고 분리대 폭/노즐침적깊이의 비가 0.1-0.4가 되도록 하여 연속주조 주형의 탕면에서 발생되는 와로를 방지하는 것을 특징으로 하는 연속주조 주형 탕면에서의 와류방지방법.