WO2017213311A1 - 용융물 처리장치 및 용융물 처리방법 - Google Patents

용융물 처리장치 및 용융물 처리방법 Download PDF

Info

Publication number
WO2017213311A1
WO2017213311A1 PCT/KR2016/013628 KR2016013628W WO2017213311A1 WO 2017213311 A1 WO2017213311 A1 WO 2017213311A1 KR 2016013628 W KR2016013628 W KR 2016013628W WO 2017213311 A1 WO2017213311 A1 WO 2017213311A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
melt
gas
gas injection
container
spaced apart
Prior art date
Application number
PCT/KR2016/013628
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
한상우
조현진
김장훈
최주한
김용환
Original Assignee
주식회사 포스코
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 포스코 filed Critical 주식회사 포스코
Priority to JP2018564322A priority Critical patent/JP2019517392A/ja
Priority to EP16904744.6A priority patent/EP3470149A1/en
Priority to CN201680086516.XA priority patent/CN109311084A/zh
Publication of WO2017213311A1 publication Critical patent/WO2017213311A1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/10—Supplying or treating molten metal
    • B22D11/103—Distributing the molten metal, e.g. using runners, floats, distributors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D1/00—Treatment of fused masses in the ladle or the supply runners before casting
    • B22D1/002—Treatment with gases
    • B22D1/005—Injection assemblies therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/10—Supplying or treating molten metal
    • B22D11/11—Treating the molten metal
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/10—Supplying or treating molten metal
    • B22D11/11—Treating the molten metal
    • B22D11/116—Refining the metal
    • B22D11/117—Refining the metal by treating with gases
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/10—Supplying or treating molten metal
    • B22D11/11—Treating the molten metal
    • B22D11/116—Refining the metal
    • B22D11/118—Refining the metal by circulating the metal under, over or around weirs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D41/00—Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D41/00—Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like
    • B22D41/08—Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like for bottom pouring

Definitions

  • the present invention relates to a melt processing apparatus and a melt processing method, and more particularly, to a melt processing apparatus capable of effectively removing inclusions and a melt processing method using the same.
  • continuous casting method is superior in quality uniformity and error rate compared to conventional ingot method. Therefore, a lot of research and development has been done on the operation equipment and operation technology of the continuous casting method. As a result, almost all steel grades can be produced by continuous casting, including high-alloy steels with few special applications. There is a continuous casting facility for the operation equipment for this continuous casting method.
  • Continuous casting facility is a facility that manufactures cast iron by receiving refined molten steel from steelmaking facility.
  • Continuous casting equipment is ladle to carry molten steel, tundish to temporarily receive molten steel from ladle and continuously solidify it to slab while continuously receiving molten steel from tundish.
  • the mold consists of a mold and a cooling stand that performs a series of molding operations while secondarily cooling the castings continuously drawn from the mold.
  • Molten steel is taken at tundish and stays for a predetermined time, so that inclusions are floating and separated, slag is stabilized, and reoxidation is prevented.
  • the molten steel is then supplied to the mold to form an initial solidification layer in the shape of the cast. At this time, the surface quality of the cast steel is determined.
  • the quality of the cast surface in the mold is determined by the cleanliness of the inclusions in the molten steel.
  • the cleanliness of molten steel for inclusions is not good, defects may occur on the surface of the cast steel due to the inclusion itself, the immersion nozzle may be blocked by the inclusions, and abnormality may occur in the molten steel flow, thereby lowering the surface quality of the cast steel.
  • Molten steels vary greatly in cleanliness of inclusions depending on the degree to which the inclusions float and separate while staying in the tundish for a predetermined time.
  • the degree of flotation separation is proportional to the time spent in the molten steel tundish.
  • Patent Document 1 KR10-2013-0076187 A
  • Patent Document 2 KR10-2015-0073449 A
  • the present invention provides a melt processing apparatus and a melt processing method that can effectively remove the inclusions by injecting gas into the container containing the melt.
  • the present invention provides a melt processing apparatus and a melt processing method that can effectively remove the inclusions by forming a rotary flow of the melt with a gas injected into the container containing the melt.
  • the present invention provides a melt processing apparatus and a melt processing method that can effectively remove the inclusions by controlling the flow direction and the rotation speed of the rotary flow formed inside the container containing the melt.
  • the present invention provides a melt processing apparatus and a melt processing method capable of effectively preventing the ground surface formed in the melt from contacting the atmosphere by the rotational flow of the melt contained in the container.
  • the interior is open to the upper side, the melt injection portion is provided on the top, the container is formed at least on one side of the bottom portion; An induction member spaced apart from the melt injection portion toward the hole; And a gas injection part spaced apart from the induction member toward the melt injection part and installed in the bottom part.
  • the guide member may include a first member spaced apart from the melt injection part toward the hole, extending in the width direction, and spaced apart from the bottom part and installed on both sidewalls in the longitudinal direction of the container.
  • the guide member may include a second member spaced apart from the first member toward the hole, extending in the width direction, and contacting the bottom part and installed on both sidewalls in the longitudinal direction of the container.
  • the gas injection unit may be spaced apart from the first member to the melt injection unit, or may be spaced apart from the second member to the first member.
  • It may include; a chamber portion extending in the width direction and the inside is opened downward, installed on the upper portion of the container to face the induction member and the gas injection portion.
  • Each of the induction member, the gas injection unit, the chamber unit, and the hole may be provided in plural and may be positioned at both sides of the melt injection unit in the longitudinal direction.
  • the gas injection unit may extend in a width direction, protrude to an upper surface of the bottom portion, and may have a height lower than a lower surface of the first member.
  • the gas injector may be located relatively closer to the first member than the melt injector.
  • the gas injection unit may control at least one of a melt flow direction and a rotational speed of the inside of the container by the gas injected into the inside of the container by adjusting the separation distance with respect to the first member. .
  • the gas injection part is formed with a plurality of slits on the upper surface, it is possible to inject gas into the interior of the container through the slit.
  • the gas injection unit is provided on the bottom portion, the block is formed with a slit on the upper surface, the gas injection tube penetrates the container and communicates with the slit formed on the upper surface of the block; And a control valve mounted to the gas injection tube to control an opening degree and an opening / closing manner of the gas injection tube.
  • the chamber portion the lead portion extending in the width direction;
  • Wall parts extending in the width direction and spaced apart from both sides in the longitudinal direction with respect to the first member, respectively mounted on the lower surface of the lid part, and contacting or spaced apart from both side walls of the container in the longitudinal direction;
  • a flange portion extending in the longitudinal direction and mounted to both edges of the lead portion in the width direction thereof and connecting the wall portions.
  • the lead portion may have an installation height determined to be spaced apart from an upper surface of the first member or an upper surface of the melt injected into the container.
  • the wall parts may include a first wall part positioned to be spaced apart from the gas injection part toward the melt injection part; And a second wall part spaced apart from the upper side of the second member.
  • the lower surface of the first wall portion is formed higher than the upper surface of the first member, it can be immersed by the melt injected into the interior of the container.
  • the lower surface of the second wall portion is formed lower than the upper surface of the first member, it is possible to be immersed by the melt injected into the interior of the container.
  • At least one of an inclined surface, a vertical surface, a curved surface, and a concave groove may be formed on one surface of the second wall portion facing the first wall portion.
  • the second wall part adjusts the separation distance with respect to the second member, so that the flow rate of the melt flowing to the hole side and the flow rate of the melt flowing to the gas injection unit side of the melt overflowing the upper portion of the first member Each can be controlled.
  • It may include at least one of a supply pipe formed to be able to supply gas and communicate with the interior through the chamber portion, and an exhaust pipe formed to be able to exhaust the gas and communicate with the interior.
  • a first operation part which supports the chamber part in a liftable manner and adjusts the height of the chamber part according to a height of an upper surface of the melt injected into the container, and a melt injected into the container by slidably supporting the chamber part At least one of the second operating portion, which adjusts the position of the chamber portion in the longitudinal direction according to the position of the bottom surface.
  • the melt injection portion may be formed to allow molten steel to pass therethrough, and may be detachably mounted to the ladle of the continuous casting facility.
  • the gas injected into the container through the gas injection part may include an inert gas.
  • a container having an inside open to an upper side, a hole is formed at a bottom portion, a melt injection portion provided at an upper portion, and a guide member provided between the hole and the melt injection portion is prepared. Process of doing; Injecting a melt into the vessel; Flooding the melt onto the induction member; And injecting gas into the container between the induction member and the melt injecting unit through a gas injecting unit to form a rotational flow of the melt.
  • the guide member is spaced apart from the melt injection portion to the hole side, the first member spaced apart from the bottom portion mounted on both side walls in the longitudinal direction of the container, spaced apart from the first member to the hole side, the bottom portion
  • the overflowing of the melt may include flooding the melt onto the first member and the second member.
  • the forming of the rotary flow may include forming a rotary flow of the melt by injecting gas into the container between the first member and the melt injection unit through the gas injection unit.
  • the forming of the rotary flow may include forming a rotary flow of the melt by injecting gas into the vessel between the second member and the first member through the gas injection unit.
  • the forming of the rotary flow may include injecting gas into the container between the first member and the melt injection unit through the gas injection unit, and spaced apart from the first member to the opposite side of the gas injection unit. And injecting gas into the vessel between the second member and the first member through a second gas injection unit installed at the second gas injection unit, and forming a rotational flow of the melt.
  • the forming of the rotational flow may include controlling at least one of a flow direction and a rotational speed of the rotational flow by adjusting a gas injection position of the gas injection portion with respect to the induction member.
  • the forming of the rotary flow may include controlling the gas injection method by the gas injection unit in at least one of a continuous and an intermittent method.
  • the process of forming the rotational flow, by adjusting the immersion height of the chamber portion with respect to the melt, the flow rate of the melt flowing to the hole side by flooding the upper portion of the guide member, the overflow of the upper portion of the guide member Controlling the flow rate of the melt flowing to the injection portion, respectively; may include.
  • the forming of the rotational flow may include: injecting gas into a vessel between the base injection portion and the induction member through a second gas injection portion and controlling at least one of a flow direction and a rotational speed of the rotational flow; It may include.
  • the forming of the rotational flow may include controlling at least one of the gas injection amount and the injection method of the second gas injection part differently from at least one of the gas injection amount and the injection method of the gas injection part.
  • the melt may comprise molten steel and the gas may comprise an inert gas.
  • the inclusions can be effectively removed by injecting gas into the inside of the container containing the melt and contacting the inclusions.
  • the inclusions can be more effectively removed in such a way as to increase the frequency of inclusion contact with the gas by forming a rotary flow of the melt with the gas injected into the vessel containing the melt.
  • the inclusions can be removed more effectively in such a way that the frequency of contact of the inclusions with the gas is significantly increased by controlling the flow direction and the rotational speed of the rotational flow formed inside the vessel containing the melt.
  • argon gas is injected into the tundish containing refined molten steel to form a plurality of bubbles, and various inclusions such as Al 2 O 3 or SiO 2 are collected at the interface thereof.
  • various inclusions such as Al 2 O 3 or SiO 2 are collected at the interface thereof.
  • the inclusions can be effectively removed.
  • the injection position of the argon gas to the dam and weir built in the tundish to a predetermined position to form a rotary flow of molten steel with the gas injected into the tundish, the flow direction and rotation of the rotary flow You can control the number.
  • the fine inclusions can be more effectively removed in such a manner as to significantly increase the frequency of contact of the inclusions, in particular the fine inclusions of 30 ⁇ m or less, to the argon gas or bubbles thereof.
  • the lower part of the chamber is immersed in the molten steel so as to surround the molten surface, the inert gas is injected into the chamber, The molten steel surface can be effectively prevented from coming into contact with the atmosphere. By using this, it is possible to effectively prevent the reoxidation and contamination of the molten steel.
  • FIG. 1 is a schematic view of a melt processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a plan view of a melt processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 3 is a cross-sectional view of a melt processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 4 is a state diagram showing a method for removing inclusions in accordance with an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a view showing a process of removing inclusions and results according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a view showing a modeling result of the melt treatment apparatus for the flow analysis of the melt according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a view showing a flow analysis result of the melt according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a partial view of the melt processing apparatus according to the embodiment and the modification of the present invention.
  • FIG. 9 is a schematic view of a melt processing apparatus according to a comparative example of the present invention.
  • FIG. 10 is a view showing a treatment result of a melt according to a comparative example of the present invention.
  • 'top' and 'bottom' refer to the upper part and the lower part, respectively, as part of a component.
  • 'top' and 'bottom' refer to a range in which the upper and lower surfaces of the component directly or indirectly touch or act.
  • the present invention relates to a melt processing apparatus and a melt processing method capable of effectively removing inclusions from a melt during processing by supplying a melt to a subsequent facility while maintaining a predetermined time.
  • a melt processing apparatus and a melt processing method capable of effectively removing inclusions from a melt during processing by supplying a melt to a subsequent facility while maintaining a predetermined time.
  • the embodiment will be described in detail based on the continuous casting facility and the process of the steel mill.
  • the present invention can be variously applied to various equipment and processes in various industrial fields for processing various melts.
  • FIG. 1 is a schematic view of a melt processing apparatus according to an embodiment of the present invention
  • Figure 2 is a plan view of a melt processing apparatus according to an embodiment of the present invention
  • 3 is a cross-sectional view of a melt processing apparatus according to an embodiment of the present invention
  • 4 is a state diagram illustrating a method of removing inclusions according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • the inside is opened upward, the melt injection unit 1 is provided at an upper portion, and the hole at least one side of the bottom portion 13.
  • It includes a gas injection unit 400.
  • the melt processing apparatus according to the embodiment of the present invention extending in the width direction (X), the inside is opened downward, installed on the upper portion of the container 10 to face the induction member and the gas injection unit 400. It may include a chamber portion 500.
  • a plurality of induction members, a gas injection unit 400, a chamber unit 500, and holes 14 may be provided, respectively, and may be positioned at both sides of the length direction Y about the melt injection unit 1. .
  • the melt M may comprise molten steel.
  • the molten steel may be provided after the refining is completed in the steel making facility, and may be transported in a ladle (not shown) of a continuous casting facility, and transported to the upper side of the container 10.
  • the melt injection unit 1 may be a hollow refractory nozzle formed to allow molten steel to pass therethrough.
  • the melt injection unit 1 may include a shroud nozzle.
  • the melt injection unit 1 may be mounted and supported by a manipulator provided outside the vessel 10.
  • the melt injection unit 1 may be coupled to the collector nozzle of the ladle and communicate with the inside of the ladle by the rise of a manipulator (not shown).
  • the melt injection unit 1 may be positioned at a predetermined height spaced apart from the bottom 13 of the container 10.
  • the melt injection unit 1 may be immersed in the melt M by lowering the melt M into the container 10.
  • the gas g injected into the vessel 10 through the gas injection unit 400 may include an inert gas.
  • the inert gas may include argon gas (Ar).
  • the container 10 may include a bottom portion 13 and sidewall portions protruding along the circumference of the bottom portion 13.
  • the container 10 may be formed in the shape of a container which is open upward.
  • the side wall portion may include both of the longitudinal side walls 12 and the width side walls 11.
  • the container 10 may be formed of, for example, an outer surface of the container 10 to maintain its shape, and a refractory may be formed on the inner surface thereof to accommodate the melt M.
  • the vessel 10 may comprise a tundish of continuous casting equipment.
  • the container 10 may be formed in a rectangular shape that is symmetrical with respect to the center of the longitudinal direction Y and the width direction X.
  • the container 10 may have a width in the longitudinal direction Y greater than a width in the width direction X.
  • the melt injection unit 1 may be provided at an upper portion of the container 10. In this case, the melt injection unit 1 may be vertically aligned at the center of the longitudinal direction Y and the width direction X of the container 10.
  • the hole 14 may be formed on at least one side of the bottom portion 13 of the container 10.
  • a plurality of holes 14 may be provided.
  • the plurality of holes 14 may be spaced apart from each other in the longitudinal direction Y, and may vertically penetrate both edges of the bottom portion 13 in the vicinity of both sidewalls 11 in the width direction.
  • the hole 14 may be symmetrical with respect to the center of the longitudinal direction Y and the width direction X of the container 10. Through the hole 14, the molten iron M accommodated in the inside of the container 10 may be discharged to the lower side of the container 10.
  • the hole 14 may be mounted in the hole 14.
  • the induction member may include a first member 20 and a second member 30.
  • the guide member may be spaced apart from the melt injection portion 1 toward the hole 14 side.
  • the induction member may include only the first member 20 or may include both the first member 20 and the second member 30. That is, the induction member may include at least the first member 20.
  • the first member 20 and the second member 30 may be constructed of a refractory, and the melt M is accommodated in the vessel 10 to accommodate the desired height, for example, up to the molten steel level in the steady state of the continuous casting operation. If so, it is possible to control the flow of the melt (M) in the state immersed in the melt (M).
  • the first member 20 may be provided to control the flow of the melt (M) injected into the container 10.
  • the first member 20 is spaced apart from the melt injection portion 1 toward the hole 14 side, extends in the width direction X, and spaced apart from the bottom portion 13 upward by a predetermined height, It can be installed to connect between the opposite sides of the longitudinal side wall 12.
  • the first member 20 may include a weir of the tundish.
  • the first member 20 may be provided in plural and may be installed at positions spaced apart from each other in the longitudinal direction Y about the melt injection unit 1.
  • the first member 20 receives the flow P 1 near the melt inlet 1 of the melt M injected into the inside of the container 10 through the melt injector 1. Can lead to the bottom.
  • the melt flow direction and the flow velocity near the first member 20 may be controlled by adjusting at least one of an upper surface height and a lower surface height of the first member 20. Due to the Venturi effect near the gas injection unit 400, an ideal height at which the melt near the first member 20 is smoothly recovered to the gas injection unit 400 through the lower surface of the first member 20. The height of the bottom surface of the first member 20 may be determined. In addition, the upper surface height may be determined such that the upper surface of the first member 20 is completely submerged by an ideal depth for the melt.
  • the second member 30 may be provided to control the flow of the melt (M) injected into the container 10.
  • the second member 30 is spaced apart from the first member 20 toward the hole 14, extends in the width direction X, and is in contact with the bottom portion 13 so as to contact both bottom sides of the container 10 in the longitudinal direction ( 12) can be installed by connecting the surfaces facing each other.
  • the second member 30 may include a dam of the tundish.
  • the second member 30 may be provided in plural, and may be installed at positions spaced apart from each other in the longitudinal direction Y about the melt injection unit 1. In this case, the installation position of the second member 30 may be biased toward the first member 20 so that the second member 30 is closer to the first member 20 side than the hole 14. Meanwhile, a residual hole (not shown) may be provided at a lower predetermined position of the second member 30.
  • the residing hole may be formed by penetrating the second member 30 in the longitudinal direction Y at a position contacting the bottom portion 13.
  • the second member 30 overflows the upper or lower portion of the first member 20 in the direction from the melt injecting portion 1 toward the hole 14 so that the second member 30 is formed of the melt M guided to the second member 30. 2 Induced by dividing the flow near the member 30 into the flow P 2 near the hole 14 toward the hole 14 and the rotational flow P C of the melt M toward the first member 20, respectively. can do. Meanwhile, the flow direction and flow rate of the melt M near the second member 30 is at least one of an upper surface height of the second member 30 and a separation distance of the second member 30 with respect to the first member 20. It can be controlled by adjusting.
  • the melt M stays inside the container 10 for a predetermined time, and the inclusions may be separated and floated.
  • fine inclusions having a thickness of 30 ⁇ m or less
  • the gas injection unit 400 between the induction member and the melt injection unit 1, by using this to form a rotary flow (P C ) of the melt (M) in the vicinity of the induction member Can be.
  • P C rotary flow
  • the gas injection part 400 is between the first member 20 and the melt injection part 1, and the melt injection part 1 in the first member 20. It can be installed spaced apart.
  • the gas injection unit 400 is installed between the first member 20 and the melt injection unit 1, or Between the first member 20 and the second member 30 may be spaced apart from the second member 30 toward the first member 20.
  • the gas injection unit 400 is provided between the first member 20 and the melt injection unit 1 or between the first member 20 and the second member 30, and is located near the first member 20.
  • the gas g is injected, and a strong upflow and a rotational flow P C of the melt M can be formed.
  • the melt M near the first member 20 may be rotated several times in the interior of the container 10 so as to allow fine inclusions of 30 ⁇ m or less to be separated therefrom and sufficiently remain.
  • the rotation speed of the rotary flow P C can be increased, and the frequency of contact between the inclusions and the gas can be greatly improved.
  • the inclusions s' mixed into the melt M remain floating for a long time in the vicinity of the first member 20 along the rotational flow P C of the melt M, and are separated from the melt M.
  • the slag (S) provided on the upper surface of the collection can be removed smoothly.
  • the inclusion s' mixed into the melt M stays in the vicinity of the first member 20 for a long time along the rotational flow P C of the melt M, and as in the case of FIG. While frequently contacting the bubbles of the gas g injected into the melt M through the injection unit 400 several times, they may be trapped at the interface of the bubbles to be more effectively removed.
  • the gas injection unit 400 may be installed close to the first member 20 between the first member 20 and the hole (14). At this time, the upward flow by the gas (g) injected from the gas injection unit 400 is formed in the direction from the hole 14 toward the melt injection unit 1 by the wall portion described later in the chamber 500. One member 20 is guided to overflow the top.
  • the gas g injected from the gas injecting part 400 the melt M pressure in both regions of the longitudinal direction Y is changed about the first member 20, and the melt injecting part 1 is changed. In the direction toward the hole 14 in the), a flow passing through the lower surface of the first member 20 is formed. From this, a rotational flow of the melt M that surrounds the first member 20 and rotates a plurality of times may be formed. The rotational flow at this time may be different from the rotational direction of the rotational flow P C of FIG. 3, for example.
  • the gas injection unit 400 may be spaced apart from the induction member toward the melt inlet 1 and may be installed on the bottom 13.
  • the gas injection unit 400 may be spaced apart from the first injection member 20 toward the melt injection unit 1 or the second member 30, and may be installed at the bottom 13.
  • the gas injection unit 400 may be provided in plural and may be positioned at both sides of the molten metal injection port 1 in the longitudinal direction (Y).
  • the gas injection unit 400 may be configured with a configuration of a porous plug provided in a ladle furnace or the like.
  • the gas injection unit 400 extends in the width direction X, protrudes from the top surface of the bottom portion 13, and has a block having a lower height than the bottom surface of the first member 20, and a plurality of slits formed on the top surface of the block.
  • a control valve installed in the gas injection tube 410 and the gas injection tube 410 through the bottom 13 and the block of the container 10 in order to communicate with the slit on the upper surface of the block 10 to control the opening and opening and closing methods; 420 may be included.
  • the control valve 420 may control the opening and closing method so that the gas (g) is continuously injected or intermittently injected into the melt (M).
  • the block may be formed of a dense refractory material and may be formed in various shapes having an upper surface of a predetermined area.
  • the slit may extend into the block to penetrate the upper surface of the block in the height direction.
  • the slit may be formed of a hollow tube or may be formed of a porous refractory to allow gas g to flow therein. Gas (g) can be injected into the inside of the container 10 in a fine bubble state through the slit.
  • the block of the gas injection unit 400 may be located relatively closer to the first member 20 than the melt injection unit 1. At this time, at least one of the melt flow direction and the rotational speed by the gas (g) injected into the container 10 from the gas injection unit 400 by adjusting the separation distance (W1) of the block and the first member 20 Can be controlled.
  • the melt flow direction by the gas g may be formed in a steeply vertical direction along the first member 20.
  • the melt flow direction may be formed in a relatively gentle rising direction along the first member 20.
  • the separation distance W1 is shorter, the rotational flow P C of the melt M between the first member 20 and the second member 30 is reduced by the gas injection portion due to the Venturi effect. 400 is smoothly recovered to the side, the rotation speed of the rotary flow (P C ) can be increased.
  • the longer the separation distance (W1) the less the recovery degree for the melt (M) between the first member 20 and the second member 30 can be relatively reduced in the number of revolutions of the rotational flow (P C ) have.
  • the venturi effect may be caused. That is, the melt M in the vicinity of the first member 20 is repeatedly rotated a plurality of times by the installation position of the gas injection unit 400 to form a continuous and strong rotational flow (P C ), the size of 3 ⁇ m or less
  • the fine inclusions may be floating on the upper surface of the melt M or separated by bubbles of gas g.
  • the bottom surface N having a predetermined size may be formed on the gas injection unit 400 or the first member 20. This is due to the rapid rise of the melt M between the gas injection unit 400 and the first member 20 by the gas g injected into the melt M through the gas injection unit 400. This is because the slag (S) formed on the upper surface of is pushed out. In this case, the melt M may come into contact with the atmosphere through retreat surface N, thereby re-purifying the cleanliness.
  • the chamber 500 is provided on the guide member and the gas injection unit 400.
  • the vicinity C of the bottom surface N is covered with the chamber 500 to form a vacuum atmosphere or an inert atmosphere, whereby the melt M enters the atmosphere. Can be effectively prevented in contact.
  • the gas g may be injected into the gas injection part 400 sufficiently strongly regardless of the formation of the bottom surface N, thereby sufficiently strong Formation of the current P C can be achieved.
  • the lower part of the chamber part 500 is immersed in the melt M, and the first member 20 is directed toward the hole 14 in the melt injection part 1 by using the immersed part of the chamber part 500.
  • the melt M which has overflowed the upper portion of the first member 20, may be directed toward the lower portion of the first member 20.
  • the rotational flow P C may be stably formed in the vicinity of the first member 20. That is, the chamber 500 helps to form the rotational flow P C with the protection of the bottom surface N, and serves to increase the rotational speed of the rotational flow P C. Therefore, the inclusion removal efficiency may be improved by the chamber part 500, and the cleanliness of the melt may be further improved.
  • the chamber part 500 extends in the width direction X, and the inside thereof is opened downward, and may be installed on the upper portion of the container 10 to face the induction member and the gas injection part 400.
  • the chamber 500 may be provided in plural and may be installed at positions spaced apart from each other in the longitudinal direction Y about the melt injection unit 1.
  • the chamber part 500 may include a lead part 510 extending in the width direction X, and extending in the width direction and spaced apart from both sides in the longitudinal direction with respect to the first member 20 to the lower surface of the lead part 510.
  • Wall parts each mounted and contacting or spaced apart from both side walls of the container 10 in the longitudinal direction, extending in the length direction (Y) and mounted at both edges of the width direction (X) of the lid part 510 to connect the wall parts, respectively.
  • the flange portions 511 may be included, and the wall portions and the flange portions 511 may be immersed in the melt M so that the bottom surface N is hermetically protected in the chamber portion 500.
  • the portions immersed in the melt M may be protected by refractory materials.
  • the lower surfaces of the flange portions 511 are lower surfaces of the wall portions and the first member 20 to prevent collision or interference of the flange portions 511 with respect to the first member 20.
  • the height may be higher than the upper surface of).
  • the lead part 510 is a plate-shaped member, and may be formed as an area capable of sufficiently covering the bottom surface N formed on the upper surface of the melt M.
  • FIG. The lead portion 510 may have an installation height determined to be spaced apart from the upper surface of the first member 20 or the upper surface of the melt M injected into the container 10 by a predetermined height.
  • the wall parts may include a first wall part 520 and a second wall part 530.
  • the first wall part 520 may be positioned to be spaced apart from the gas injection part 400 toward the melt injection part 1, and the second wall part 530 may be spaced apart from the upper side of the second member 30. Can be.
  • the first wall portion 520 may be, for example, a vertical wall extending in the width direction X.
  • the lower surface of the first wall portion 520 is formed higher than the upper surface of the first member 20, and may extend downward to a height that can be immersed by the melt M injected into the container 10.
  • the second wall portion 530 may be, for example, a vertical wall extending in the width direction X.
  • the lower surface of the second wall portion 530 is formed to be lower than the upper surface of the first member 20, and may extend downward to a height capable of being immersed by the melt (M).
  • the second wall part 530 adjusts the separation distance d1 with respect to the second member 30, so that the melt flowing in the hole 14 side of the melt M overflowing the upper portion of the first member 20.
  • the flow rate Q1 and the flow rate Q2 of the melt flowing toward the gas injection unit 400 may be determined, respectively, and the relative or absolute magnitude of the value may be controlled.
  • the flow rate Q2 of the melt used can be large.
  • the melt flow rate Q1 flowing toward the hole 14 side flows toward the gas injection unit 400 to form the rotational flow P C. It may be larger than the melt flow rate Q2 used.
  • these flow rates are also closely related to the rotation speed of the rotational flow P C. That is, as the flow rate Q2 of the melt used for forming the rotational flow P C by flowing toward the gas injection unit 400 increases, the rotational flow P C may be smoothly formed, and thus the rotation speed may increase.
  • the second wall portion 530 of the chamber portion 500 and the second member 30 of the guide member are the main configuration for determining the rotation speed of the rotational flow (P C ), by the distance (d1) between them The rotation speed of the rotational flow P C can be determined. Therefore, the second member 30 may be constructed to face the second wall portion 530 at least in the vertical direction at a predetermined position spaced from the first member 20 to the hole 14.
  • the second wall portion 530 is provided on the opposite side of the gas injection unit 400 around the first member (20).
  • an inclined surface may be provided on one surface of the second wall part 530 facing the first member 20.
  • the inclined surface may be formed to be inclined upward from the lower end of the second wall part 530 toward the second member 30 from the first member 20.
  • the inclined surface smoothly lowers the melt M that overflows the first member 20 in the direction from the melt injection portion 1 toward the second member 30 and guides the lower surface of the first member 20 toward the lower surface. .
  • the chamber 500 may have a negative pressure formed by the gas g introduced into the chamber 500 through the bottom surface N, and may be formed in an inert atmosphere.
  • the supply pipe 560 and the exhaust pipe 570 may be mounted to the chamber 500 so as to directly control the internal atmosphere of the chamber 500.
  • the supply pipe 560 may be formed to supply gas and may communicate with one of the chamber parts 500 by passing through one side of the lead part 510, for example.
  • the exhaust pipe 570 may be formed to exhaust gas and may communicate with the inside of the chamber part 500 by passing through the other side of the lead part 510, for example.
  • the inlet of the supply pipe 560 may be connected to a gas supply source (not shown), and may receive an inert gas to form an inert atmosphere in the chamber 500.
  • the inlet of the exhaust pipe 570 may be connected to an exhaust pump (not shown) and a vacuum pump (not shown), and the inside of the chamber 500 may be formed in an inert atmosphere or a vacuum atmosphere by using them.
  • the melt processing apparatus to support the chamber portion 500 to be elevated, the height of the upper surface of the melt (M) injected into the container 10 of the chamber portion 500 It may include a first operating portion 540 that can be adjusted in height, the slidably supporting the chamber 500, the length according to the position of the bottom surface (N) of the melt injected into the interior of the container 10 It may include a second operation unit 550 for adjusting the position of the chamber unit 500 in the direction (Y).
  • These operating portions may be formed in a structure such as a hydraulic cylinder applied to a manipulator of a continuous casting installation, but are not particularly limited thereto.
  • the first operation part 540 may be mounted at the center of the upper surface of the lead part 510, and may be formed to be stretchable in the height direction Z using, for example, hydraulic pressure.
  • the second operating part 550 may be mounted on the upper part of the first operating part 540, and may be formed to be stretchable in the longitudinal direction Y using, for example, hydraulic pressure. The movement of the longitudinal direction Y by the second operating part 550 may be transmitted to the chamber part 500 through the first operating part 540.
  • the second gas injection unit (not shown) which is installed on the bottom portion 13 is spaced apart from the opposite side of the gas injection unit 400 in the first member (20) It may further include.
  • the second gas injection unit may be provided between the first member 20 and the second member 30.
  • the second gas injection part is spaced apart from the first member 20 toward the melt injection part 1.
  • the gas can be directly injected to the melt M from the opposite side of the gas injection unit 400 around the first member 20 by using the second gas injection unit, the flow thereof can be directly controlled.
  • the current P C can be controlled more precisely.
  • the gate 60 is formed to open and close the hole 14, and may be mounted on the bottom surface of the container 10 so as to be vertically aligned with the hole 14.
  • the gate 60 may include a slide gate of the continuous casting facility, the slide gate may adjust the discharge amount of the melt (M) by adjusting the opening degree of the hole (14).
  • the nozzle 70 may be mounted to the gate 60.
  • the nozzle 70 is a hollow refractory nozzle extending in the height direction Z and may be mounted on the bottom surface of the gate 60 so as to communicate with the hole 14.
  • the melt M discharged from the hole 14 may enter the inside of the nozzle 70 through the gate 60 and may be supplied to a mold (not shown) provided to surround the lower portion of the nozzle 70.
  • the nozzle 70 may include a submerged entry nozzle of a continuous casting facility.
  • the mold may be a rectangular or forward hollow block, and the inside may be vertically opened upwardly and downwardly.
  • the melt (M) supplied to the mold can be first solidified into a slab, passes through a curved or vertical curved cooling stand (not shown) provided below the mold, and is secondly cooled and molded to be a semi-finished product. It can be cast continuously into cast steel.
  • the melt M is injected into the container 10 through the melt injection unit 1 coupled to the transport container.
  • the injected melt forms a flow toward the guide member along the bottom 13, and an upward flow is formed by the injection of the gas g of the gas injection unit 400 installed at a position preceding the guide member.
  • Some of the upward flows are turned to the melt injection unit 1 side, and most of the upward flow overflows the first member 20 to impinge on the second wall portion 530 of the chamber unit 500 and the flow is switched downward.
  • Part of the downward flow overflows the upper part of the second member 30 and exits to the hole 14 side, but the remaining part descends to reach the bottom 13 and then the venturi effect near the gas injection part 400.
  • P C rotary flow
  • the inclusion s' in the melt M can be contacted and removed a plurality of times with the gas g.
  • the chamber part 500 surrounds the bottom surface N to form an inert atmosphere or a vacuum atmosphere, thereby preventing contamination of the melt M by the atmosphere.
  • melt processing method according to an embodiment of the present invention, the melt processing method applicable to the above-described melt processing apparatus according to an embodiment of the present invention, the inside is opened to the upper side and the hole is formed in the bottom portion and the melt injection portion on the top
  • a container provided with a guide member between the hole and the melt injection unit, injecting the melt into the interior of the container, overflowing the melt to the upper portion of the guide member, through the gas injection unit and the melt injection unit
  • the melt M may include molten steel and the gas g may include an inert gas.
  • the inside is opened upward, the hole 14 is formed in the bottom portion 13, the melt injection portion 1 is provided at the top, the guide member between the hole 14 and the melt injection portion 1 Prepare the container 10 is provided.
  • the induction member is spaced apart from the melt injection portion 1 toward the hole 14
  • the first member 20 is spaced apart from the bottom portion 14 is mounted on both longitudinal side walls 12 of the container 10
  • a second member 30 spaced apart from the first member 20 toward the hole 14 and contacting the bottom portion 13 to be mounted on both longitudinal sidewalls 12 of the container 10. .
  • melt injection unit 1 is mounted to the melt injection unit 1, and the melt injection unit 1 is opened to inject the melt M in the transport container into the container 10.
  • the injection of the melt M is continuously performed to raise the level of the melt M to flood the melt M to the upper portion of the induction member.
  • the melt M may overflow to the upper portion of the first member 20 and the second member 30 to flow to the hole 14 side.
  • the melt M flowing from the melt injection part 1 toward the first member 20 overflows the upper and lower surfaces of the first member 20 and flows toward the second member 30, and the second member ( The upper surface of 30 is flooded and flows to the hole 14 side.
  • gas is injected into the container 10 between the induction member and the melt injection unit 400 through the gas injection unit 400 to form a rotational flow P C of the melt M.
  • gas (g) may be injected into the container 10 between the first member 10 and the melt injection unit 400 through the gas injection unit 400 to form a rotational flow P C of the melt.
  • the gas g may be injected into the container 10 between the second member 30 and the first member 20 through the gas injection unit 400 to form a rotational flow P C of the melt. have.
  • This process may be performed by moving the chamber 500 in the longitudinal direction Y according to the position of the bottom surface, for example, by changing the upper surface level of the melt M due to reasons such as continuous casting.
  • 500 may be performed by moving in the height direction Z, for example.
  • the immersion depth of the chamber portion 500 may be constant
  • the immersion position of the chamber portion 500 may be constant to a position surrounding the bottom surface (N).
  • this process aligns the chamber 500 on the bottom surface N, immerses the lower portion of the chamber portion 500 in the melt M, and wraps the vicinity of the bottom surface N to form an inert atmosphere.
  • gas (g) flowing into the chamber portion 500 through the bottom surface (N) directly injecting a separate inert gas into the chamber portion 500, or of the chamber portion 500
  • the inside may be evacuated to form a vacuum atmosphere.
  • the process of forming the rotary flow and the process of forming a vacuum atmosphere or an inert atmosphere on the bottom surface may be carried out in any order in sequence, two processes may be carried out simultaneously.
  • a strong rotational flow P C is formed in the melt M to remove inclusions s', and the melt M is contaminated by the bottom surface N generated by the rotational flow P C. Can be prevented.
  • the flow direction and the rotational speed of the rotational flow P C are changed by varying the gas injection position of the gas injection unit 400 with respect to the induction member, for example, the first member 20. At least one of can be controlled. For example, by adjusting the separation distance (W1) of the gas injection unit 400 with respect to the first member 20, by changing the gas injection position of the gas injection unit 400 with respect to the first member 20, the first member The range and magnitude of the Venturi effect under (20) can be varied. From this, the flow direction and the rotation speed of the rotational flow P C can be adjusted. At this time, the smaller the distance (W1) of the gas injection unit 400 relative to the first member 20, the flow direction of the rotational flow (P C ) may be formed vertically along the first member 20, The speed of rotation may increase.
  • the second member 30 is adjusted by adjusting the height of the second wall portion 530 by adjusting the immersion height of the chamber portion 500 with respect to the melt M. ), The separation distance d1 of the second wall part 530 may be adjusted. From this, the flow rate Q1 of the melt flowing to the hole 14 side by overflowing the upper portion of the guide member, and flows toward the gas injection unit 400 by overflowing the upper portion of the guide member is recovered by the rotational flow (P C ) The flow rate Q2 of the melt can be controlled respectively.
  • the number of rotations of the rotational flow P C can be controlled to allow the melt M to be rotated a plurality of times in the vicinity of the induction member and stay there for a long time, and the gas g contacts the melt M near the induction member.
  • the frequency can be increased significantly.
  • the injection method of the gas g by the gas injection unit 400 is controlled in at least one of a continuous method and an intermittent method, so that the rotational flow near the induction member ( P C )
  • the flow can be controlled in various ways. That is, the gas (g) is continuously injected during the treatment of the melt (M), it is possible to constantly control the strength and the rotation speed of the rotational flow (P C ) with respect to time. Alternatively, the flow characteristics such as the strength and the number of revolutions of the rotational flow P C change over time by intermittently spraying the gas g at a predetermined period or irregularly during the processing of the melt M, for example, pulsation characteristics. Can be controlled to have.
  • the flow characteristics of the rotational flow (P C ) formed near the guide member can be controlled in various ways with desired flow characteristics. have.
  • the process of forming the rotary flow (P C ), the gas is injected into the container between the base injection unit 400 and the guide member through a second gas injection unit (not shown) and the flow direction and rotation of the rotary flow At least one of the numbers can be controlled.
  • the gas g is injected into the vessel 10 between the first member 20 and the melt injection unit 400 through the gas injection unit 400, and the gas injection unit ( Gas is injected into the container 10 between the second member 30 and the first member 20 through a second gas injection unit (not shown) spaced to the opposite side of the 400 and installed on the bottom 13. Inject, it is possible to control the rotational flow (P C ) of the melt.
  • At least one of the gas injection amount and the injection method of the second gas injection unit may be controlled differently from at least one of the gas injection amount and the injection method of the gas injection unit 400, and thus, the length direction Y may be formed around the first member 20. It is possible to control the injection amount and the injection method of the gas (g) on both sides of the). From this, the flow of the useful material M near the first member 20 can be variously controlled to a desired flow.
  • the inclusions are effectively removed from the melt M supplied into the container 10 to discharge the melt M to the outlet 14, which is cast from a mold (not shown) provided under the outlet 14. It can be cast (not shown).
  • the quality of the cast steel being cast can be improved, and interposition defects on the surface of the cast steel can be prevented.
  • FIG. 5 is a view showing a process of removing inclusions and results according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 5 (a) is a photographic view showing the cross-sectional state of the solidified steel is carried out by performing a characteristic experiment to inject and solidify argon gas into the molten steel.
  • Figure 5 (b) is a photographic view showing an enlarged electron microscope around the bubble in the solidified steel after the above-described characteristic experiment.
  • FIG. 5C is a graph showing the components around the bubble in the solidified steel after the above-described characteristic experiment is detected by an electron microscope.
  • the horizontal axis shows the energy intensity (keV) spectrum of X-rays detected by an electron microscope, for example. Referring to FIG. 5, the procedure and results of the characteristic experiment for showing that the fine inclusions can be effectively collected and removed by injecting argon gas into the molten steel will be described.
  • inclusion adheres to the interface, because an interference
  • the same molten steel is formed by forming a rotational flow (P C ) in a predetermined region of the molten steel sprayed with argon gas It can be rotated several times and repeatedly contacted with argon gas at high frequency.
  • the micro inclusions having components such as Al 2 O 3 and SiO 2 can be collected and removed from the molten steel more effectively.
  • the bubbles of the argon gas trapping the inclusions at the interface rises to the molten surface to escape to the outside of the molten steel, the inclusions can be removed by being adsorbed on the slag layer.
  • the inclusions can be collected and removed from the molten steel smoothly, and molten steel with cleanliness of the inclusions can be injected into the mold, when applied to the continuous casting process, It is possible to prevent inclusion defects and to reduce nozzle clogging caused by inclusions. As a result, the cast quality in the continuous casting process can be improved, and the stability and productivity of the process can be increased.
  • FIG. 6 is a view showing the results of the modeling the structure of the melt treatment apparatus for the flow analysis of the melt according to an embodiment of the present invention
  • Figure 7 is a melt flow for the melt treatment apparatus according to an embodiment of the present invention It is a figure which shows the analysis result.
  • the internal structure of the melt processor is schematically modeled as shown in FIG. 6 for numerical analysis using computational fluid dynamics of the melt processor.
  • reference numeral 1 ' is a melt injection part
  • reference numeral 10' is a container
  • reference numeral 20 ' is a first member
  • reference numeral 400' denotes a gas injection portion
  • reference numeral 500 'de denotes a chamber portion
  • reference numeral P 1 is a flow near the melt injection section
  • P 2 is a melt flow near the nozzle
  • P ′ C is a melt flow near the first member
  • V is a formation region of the Venturi effect.
  • the melt flow direction is generated from the melt injection portion 1 'to the first member 20' side, and the gas lift force at the gas injection portion 400 'is generated.
  • the melt flow rises along the first member 20 '.
  • Part of the elevated melt flow is returned to the melt inlet 1 'side, and most of the elevated melt is rotated from the first member 20' to the third member 30 '.
  • the melt flowing toward the third member 30 ' is hit downwards after hitting the wall of the chamber 500', and at this time, a part of the melt flows out through the second member 30 'toward the nozzle 70', The rest continues to the bottom of the wall.
  • the melt proceeding to the bottom of the wall portion is the first member 20 'to the gas injection portion 400' along the bottom of the container 10 'due to the Venturi effect generated on the gas injection portion 400'. Moving beyond the bottom of the), it can be seen that the rotational flow is formed around the first member (20 ').
  • the chamber part 500 according to the embodiment of the present invention may have various shapes of the first wall part 520 and the second wall part 530.
  • the shapes of the first wall parts and the second wall parts of the chamber part 500 according to the modified example of the present invention will be described in detail.
  • FIG. 8 is a partial view showing a chamber portion of the melt processing apparatus according to the embodiment and variations of the present invention.
  • (a) of Figure 8 is a partial view showing a chamber portion according to an embodiment of the present invention
  • (b) to (i) is a portion showing the chamber portion according to the first modified example to the eighth modified example in order It is also.
  • reference numerals 510b to 510i are used to distinguish the lead unit according to each modified example from the lead unit 510 of the embodiment.
  • reference numerals 520b to 520i are used to distinguish the first wall portion according to each modification from the first wall portion 520 of the embodiment, and reference numerals 530b to 530i denote the second wall portion according to the modifications. Used to distinguish it from the second wall portion 530.
  • the shape of the first wall portion and the second wall portion of the chamber may be varied.
  • the first wall portion has a vertical cross section of a rectangular shape as shown in FIGS. 8 (b), (c), (f), (g), (h) and (i), or (d) and (e) of FIG.
  • the surface corresponding to the hypotenuse may face the inside of the chamber portion or toward the outside.
  • the second wall portion 530 has an upwardly inclined surface 531, a downwardly inclined surface 531 ′, a vertical surface 532, a curved surface 533, and a concave groove on one surface facing the first wall portion and the other surface opposite thereto. At least one of 534 may be formed. Specific shapes thereof are as shown in FIGS. 8B to 8I, respectively.
  • the shapes of the first wall part 520 and the second wall part 530 may be partially or completely different, and thus the flow characteristics of the melt passing through the respective wall parts may be variously adjusted. Therefore, the flow of the melt formed under the chamber 500 may be variously controlled to a desired flow.
  • FIG. 9 is a schematic diagram of a melt processing apparatus according to a comparative example of the present invention
  • Figure 10 is a view showing the treatment result of the melt according to a comparative example of the present invention, a conventional melt processing apparatus according to a comparative example of the present invention It is a photograph showing the result after performing the operation by using.
  • the cleanliness of the molten metal is an important factor in determining the quality of the cast product.
  • aluminum or silicon used in the deoxidation of molten steel (M ') reacts with oxygen in the molten steel to remove most inclusions, but very small inclusions remain in the molten steel.
  • Such inclusions cause blockage of the immersion nozzle of the tundish 81 in the continuous casting process to prevent the injection of molten steel into the mold, as well as to be incorporated during the solidification process in the cast, as shown in FIG. 10, the inclusions themselves. It can also cause furnace defects.
  • Such inclusions are removed in various ways, but in the case of inclusions of 30 ⁇ m or less, there is a limit to floating separation using molten steel (M ′) flow as the upper weir 82 and the lower dam 83.
  • a rotary flow by injecting argon gas, for example in the melt in a way to maximize the removal efficiency of the inclusions.
  • the injection position of the argon gas is adjusted to maximize the formation of the rotational flow, and the chamber part is provided on the first member, for example, a weir, in preparation for the generation of the bottom surface generated by the rotation and argon gas injection. Therefore, a strong rotational flow can be formed in the melt to repeatedly contact with the argon gas to effectively remove the inclusions, and an inert atmosphere can be formed on the bottom surface by the strong rotational flow and argon gas injection to prevent melt contamination.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Casting Support Devices, Ladles, And Melt Control Thereby (AREA)
  • Furnace Charging Or Discharging (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)

Abstract

본 발명은, 상부에 용융물 주입부가 마련되고 바닥부에 홀이 형성되는 용기, 용융물 주입부에서 홀 측으로 이격되어 설치되는 유도부재, 유도부재에서 용융물 주입부 측으로 이격되고 바닥부에 설치되는 기체 주입부, 폭 방향으로 연장되고 내부가 하측으로 개방되며 유도부재와 기체 주입부를 마주보도록 용기의 상부에 설치되는 챔버부를 포함하고, 용융물 처리 시, 유도부재와 기체 주입부를 이용하여 용융물의 회전류를 형성하고, 이를 이용하여 개재물을 효과적으로 제거할 수 있는 용융물 처리장치 및 이에 적용되는 용융물 처리방법을 제시한다.

Description

용융물 처리장치 및 용융물 처리방법
본 발명은 용융물 처리장치 및 용융물 처리방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 개재물을 효과적으로 제거할 수 있는 용융물 처리장치 및 이를 이용한 용융물 처리방법에 관한 것이다.
제강부문에 있어 연속주조법은 종래 조괴법에 비해 품질 균일성과 실수율 등이 우수하다. 이에, 연속주조법의 조업설비와 조업기술 등에 대하여 많은 연구개발이 이루어지고 있다. 그 결과 소수의 특수 용도를 제외한 고합금강을 비롯하여 거의 모든 강종을 연속주조법으로 생산할 수 있게 되었다. 이러한 연속주조법을 위한 조업설비에는 연속주조 설비가 있다.
연속주조 설비는 제강 설비로부터 정련된 용강을 공급받아 주편을 제조하는 설비이다. 연속주조 설비는 용강(molten steel)을 운반하는 래들(Ladle), 래들에서 용강을 공급받아 임시 저장하는 턴디시(Tundish), 턴디시로부터 지속적으로 용강을 공급받으면서 이를 주편(Slab)으로 1차 응고시키는 주형(Mold), 주형으로부터 지속적으로 인발되는 주편을 2차 냉각시키며 일련의 성형 작업을 수행하는 냉각대로 구성된다.
용강은 턴디시에 수강되어 소정 시간 체류되면서, 개재물(inclusion)이 부상 분리되고, 슬래그가 안정화되며, 재산화가 방지된다. 이후, 용강은 주형으로 공급되어 주편의 형상으로 초기 응고층을 형성한다. 이때, 주편의 표면 품질이 결정된다.
즉, 주형에서의 주편 표면 품질은 용강의 개재물에 대한 청정도에 의하여, 그 정도가 결정된다. 예컨대 개재물에 대한 용강의 청정도가 좋지 않을 경우, 개재물 자체로 인하여 주편 표면에 결함이 발생할 수 있고, 개재물에 의해 침지노즐이 막히며 용강 흐름에 이상이 발생하여 주편 표면 품질이 저하될 수 있다.
용강은 턴디시에서 용강이 소정 시간 체류하면서 개재물이 부상 분리되는 정도에 따라, 개재물에 대한 청정도가 상당 부분 달라진다. 개재물의 부상 분리되는 정도는 용강 턴디시에서 체류되는 시간에 비례한다.
따라서, 종래에는 턴디시에서의 용강 체류 시간을 길게 하기 위한 방안으로, 턴디시 내부에 댐(Dam)이나 위어(Weir)를 구축하여 용강의 흐름을 제어하여, 용강의 체류 시간을 조절하였다.
하지만 용강에 혼입된 개재물의 크기가 30㎛ 이하인 경우, 개재물이 부상 분리되기까지 걸리는 시간이 용강의 체류 시간보다 길다. 이러한 이유로 30㎛ 이하의 크기인 개재물은 턴디시의 댐과 위어를 이용하여 제거하기 어려운 문제점이 있다.
(특허문헌 1) KR10-2013-0076187 A
(특허문헌 2) KR10-2015-0073449 A
본 발명은 용융물이 담긴 용기의 내부로 기체를 주입하여 개재물을 효과적으로 제거할 수 있는 용융물 처리장치 및 용융물 처리방법을 제공한다.
본 발명은 용융물이 담긴 용기의 내부에 주입되는 기체로 용융물의 회전류를 형성하여 개재물을 효과적으로 제거할 수 있는 용융물 처리장치 및 용융물 처리방법을 제공한다.
본 발명은 용융물이 담긴 용기의 내부에 형성되는 회전류의 유동 방향 및 회전수를 제어하여 개재물을 효과적으로 제거할 수 있는 용융물 처리장치 및 용융물 처리방법을 제공한다.
본 발명은 용기에 담긴 용융물의 회전류에 의하여 용융물에 형성되는 나탕면이 대기와 접촉하는 것을 효과적으로 방지 가능한 용융물 처리장치 및 용융물 처리방법을 제공한다.
본 발명의 실시 형태에 따른 용융물 처리장치는, 내부가 상측으로 개방되고, 상부에 용융물 주입부가 마련되며, 바닥부의 적어도 일측에 홀이 형성되는 용기; 상기 용융물 주입부에서 상기 홀 측으로 이격되어 설치되는 유도부재; 및 상기 유도부재에서 상기 용융물 주입부 측으로 이격되고, 상기 바닥부에 설치되는 기체 주입부;를 포함한다.
상기 유도부재는, 상기 용융물 주입부에서 상기 홀 측으로 이격되고, 폭 방향으로 연장되며, 상기 바닥부에서 이격되어 상기 용기의 길이 방향 양 측벽에 설치되는 제1부재;를 포함할 수 있다.
상기 유도부재는, 상기 제1부재에서 상기 홀 측으로 이격되고, 폭 방향으로 연장되며, 상기 바닥부에 접촉되어 상기 용기의 길이 방향 양 측벽에 설치되는 제2부재;를 포함할 수 있다.
상기 기체 주입부는, 상기 제1부재에서 상기 용융물 주입부 측으로 이격되거나, 또는, 상기 제2부재에서 상기 제1부재 측으로 이격되어 설치될 수 있다.
폭 방향으로 연장되고 내부가 하측으로 개방되며, 상기 유도부재 및 상기 기체 주입부를 마주보도록 상기 용기의 상부에 설치되는 챔버부;를 포함할 수 있다.
상기 유도부재, 상기 기체 주입부, 상기 챔버부 및 상기 홀 각각은 복수개 구비되어 상기 용융물 주입부를 중심으로 길이 방향의 양측에 위치할 수 있다.
상기 기체 주입부는, 폭 방향으로 연장되고, 상기 바닥부의 상면에 돌출되며, 상기 제1부재의 하면보다 높이가 낮을 수 있다.
상기 기체 주입부는, 상기 용융물 주입부보다 상기 제1부재에 상대적으로 가깝게 위치할 수 있다.
상기 기체 주입부는, 상기 제1부재에 대한 이격 거리를 조절하여, 상기 기체 주입부에서 상기 용기의 내부로 주입되는 기체에 의한 상기 용기 내부의 용융물 유동 방향 및 회전수 중 적어도 하나를 제어할 수 있다.
상기 기체 주입부는, 상면에 복수개의 슬릿이 형성되고, 상기 슬릿을 통하여 상기 용기의 내부로 기체를 주입 가능하다.
상기 기체 주입부는, 상기 바닥부 상에 설치되고, 상면에 슬릿이 형성되는 블록, 상기 용기를 관통하여 상기 블록의 상기 상면에 형성된 상기 슬릿에 연통하는 기체 주입관; 및 상기 기체 주입관에 장착되며, 상기 기체 주입관의 개도 및 개폐 방식을 제어하는 제어밸브;를 포함할 수 있다.
상기 챔버부는, 폭 방향으로 연장되는 리드부; 폭 방향으로 연장되고, 상기 제1부재를 중심으로 길이 방향의 양측에 이격되어 상기 리드부의 하면에 각각 장착되며, 상기 용기의 길이 방향 양 측벽에 접촉되거나 이격되는 벽체부들; 길이 방향으로 연장되고, 상기 리드부의 폭 방향 양측 가장자리에 각각 장착되며, 상기 벽체부들을 연결하는 플랜지부들;을 포함할 수 있다.
상기 리드부는, 상기 제1부재의 상면 또는 상기 용기의 내부로 주입된 용융물의 상면에서 이격 가능하도록 설치 높이가 결정될 수 있다.
상기 벽체부들은, 상기 기체 주입부에서 상기 용융물 주입부 측으로 이격되도록 위치하는 제1벽체부; 및 상기 제2부재의 상측에 이격되어 위치하는 제2벽체부;를 포함할 수 있다.
상기 제1벽체부는, 하면이 상기 제1부재의 상면보다 높이가 높게 형성되며, 상기 용기의 내부로 주입된 용융물에 의하여 침지 가능하다.
상기 제2벽체부는, 하면이 상기 제1부재의 상면보다 높이가 낮게 형성되며, 상기 용기의 내부로 주입된 용융물에 의하여 침지 가능하다.
상기 제2벽체부는, 상기 제1벽체부를 마주보는 일면에 경사면, 수직면, 곡면 및 오목홈 중 적어도 어느 하나가 형성될 수 있다.
상기 제2벽체부는, 상기 제2부재에 대한 이격 거리를 조절하여, 상기 제1부재의 상부를 범람하는 용융물 중, 상기 홀 측으로 유동하는 용융물의 유량 및 상기 기체 주입부 측으로 유동하는 용융물의 유량을 각각 제어할 수 있다.
기체를 공급 가능하도록 형성되며 상기 챔버부를 관통하여 내부에 연통하는 공급관, 및 기체를 배기 가능하도록 형성되며 상기 챔버부를 관통하여 내부에 연통하는 배기관, 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 챔버부를 승강 가능하게 지지하며 상기 용기의 내부로 주입된 용융물의 상면 높이에 따라 상기 챔버부의 높이를 조절하는 제1작동부, 및 상기 챔버부를 슬라이드 가능하게 지지하며 상기 용기의 내부로 주입된 용융물의 나탕면 발생 위치에 따라 길이 방향으로 상기 챔버부의 위치를 조절하는 제2작동부, 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 제1부재에서 상기 기체 주입부의 반대측으로 이격되고, 상기 바닥부에 설치되는 제2기체 주입부;를 더 포함할 수 있다.
상기 용융물 주입부는, 용강이 통과 가능하도록 형성되고, 연속주조 설비의 래들에 탈착 가능하게 장착될 수 있다.
상기 기체 주입부를 통하여 상기 용기의 내부로 주입되는 기체는 불활성 기체를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 따른 용융물 처리방법은, 내부가 상측으로 개방되고, 바닥부에 홀이 형성되며, 상부에 용융물 주입부가 마련되고, 상기 홀과 용융물 주입부 사이에 유도부재가 마련된 용기를 준비하는 과정; 용융물을 상기 용기의 내부에 주입하는 과정; 상기 유도부재의 상부로 상기 용융물을 범람시키는 과정; 기체 주입부를 통하여, 상기 유도부재와 상기 용융물 주입부 사이의 용기 내부로 기체를 주입하며 상기 용융물의 회전류를 형성하는 과정;을 포함한다.
챔버부를 이용하여, 상기 용기의 내부로 주입된 기체에 의한 용융물의 나탕면 발생 위치를 감싸는 영역에 진공 분위기 또는 불활성 분위기를 형성하는 과정;을 포함할 수 있다.
상기 유도부재가 상기 용융물 주입부에서 상기 홀 측으로 이격되고, 상기 바닥부에서 이격되어 상기 용기의 길이 방향 양 측벽에 장착되는 제1부재, 상기 제1부재에서 상기 홀 측으로 이격되고, 상기 바닥부에 접촉되어 상기 용기의 길이 방향 양 측벽에 장착되는 제2부재를 포함할 때, 상기 용융물을 범람시키는 과정은, 상기 제1부재와 제2부재 상부로 상기 용융물을 범람시키는 과정을 포함할 수 있다.
상기 회전류를 형성하는 과정은, 상기 기체 주입부를 통하여, 상기 제1부재와 상기 용융물 주입부 사이의 용기 내부로 기체를 주입하며 상기 용융물의 회전류를 형성하는 과정;을 포함할 수 있다.
상기 회전류를 형성하는 과정은, 상기 기체 주입부를 통하여, 상기 제2부재와 상기 제1부재 사이의 용기 내부로 기체를 주입하며 상기 용융물의 회전류를 형성하는 과정;을 포함할 수 있다.
상기 회전류를 형성하는 과정은, 상기 기체 주입부를 통하여, 상기 제1부재와 상기 용융물 주입부 사이의 용기 내부로 기체를 주입하고, 상기 제1부재에서 상기 기체 주입부의 반대측으로 이격되어 상기 바닥부에 설치되는 제2기체 주입부를 통하여, 상기 제2부재와 상기 제1부재 사이의 용기 내부로 기체를 주입하며, 상기 용융물의 회전류를 형성하는 과정;을 포함할 수 있다.
상기 회전류를 형성하는 과정은, 상기 유도부재에 대한 상기 기체 주입부의 기체 주입 위치를 조절하여, 상기 회전류의 유동 방향과 회전수 중 적어도 어느 하나를 제어하는 과정;을 포함할 수 있다.
상기 회전류를 형성하는 과정은, 상기 기체 주입부에 의한 기체 주입 방식을 연속 및 단속 방식 중 적어도 하나의 방식으로 제어하는 과정;을 포함할 수 있다.
상기 회전류를 형성하는 과정은, 상기 용융물에 대한 상기 챔버부의 침지 높이를 조절하여, 상기 유도부재의 상부를 범람하여 상기 홀 측으로 유동하는 용융물의 유량과, 상기 유도부재의 상부를 범람하여 상기 기체 주입부 측으로 유동하는 용융물의 유량을 각각 제어하는 과정;을 포함할 수 있다.
상기 회전류를 형성하는 과정은, 제2 기체 주입부를 통하여, 상기 기제 주입부와 상기 유도부재 사이의 용기 내부로 기체를 주입하며 상기 회전류의 유동 방향과 회전수 중 적어도 하나를 제어하는 과정;을 포함할 수 있다.
상기 회전류를 형성하는 과정은, 상기 제2기체 주입부의 기체 주입량 및 주입 방식 중 적어도 하나를 상기 기체 주입부의 기체 주입량 및 주입 방식 중 적어도 하나와 서로 다르게 제어하는 과정;을 포함할 수 있다.
상기 용융물은 용강을 포함하고 상기 기체는 불활성 기체를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 따르면, 용융물이 담긴 용기의 내부로 기체를 주입하여 개재물과 접촉시키는 방식으로 개재물을 효과적으로 제거할 수 있다. 또한, 용융물이 담긴 용기의 내부에 주입되는 기체로 용융물의 회전류를 형성하여 기체에 대한 개재물 접촉 빈도를 증가시키는 방식으로 개재물을 더욱 효과적으로 제거할 수 있다. 또한, 용융물이 담긴 용기의 내부에 형성된 회전류의 유동 방향 및 회전수를 제어하여 기체에 대한 개재물 접촉 빈도를 현저히 증가시키는 방식으로 개재물을 더욱 더 효과적으로 제거할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 형태에 따르면, 용기에 담긴 용융물의 회전류에 의하여 용융물에 형성되는 나탕면이 대기와 접촉하는 것을 효과적으로 방지할 수 있어 용융물의 재산화 및 오염을 효과적으로 방지할 수 있다.
예컨대 제철소의 연속주조 공정에 적용되는 경우, 정련된 용강이 담긴 턴디시의 내부로 아르곤 기체를 주입하여 다수의 기포를 형성하고, 이의 계면에 Al2O3나 SiO2 등의 각종 개재물을 포집하는 방식으로 개재물을 효과적으로 제거할 수 있다. 또한, 턴디시의 내부에 구축된 댐 및 위어에 대한 아르곤 기체의 주입 위치를 소정의 위치로 정하여 턴디시의 내부에 주입되는 기체로 용강의 회전류를 형성함과 함께 회전류의 유동 방향 및 회전수를 제어할 수 있다. 이를 이용하여, 아르곤 기체 또는 이의 기포에 대한 개재물 특히 30㎛ 이하의 미세 개재물의 접촉 빈도를 현저히 증가시키는 방식으로 미세 개재물을 더욱 효과적으로 제거할 수 있다.
또한, 턴디시에 담긴 용강의 회전류에 의한 용강의 나탕면 형성 위치에 챔버를 마련하고, 나탕면을 감싸도록 챔버의 하부를 용강에 침지시키고, 챔버의 내부에 불활성 기체를 주입하는 방식으로, 용강의 나탕면이 대기와 접촉하는 것을 효과적으로 방지할 수 있다. 이를 이용하여, 용강의 재산화 및 오염을 효과적으로 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 용융물 처리장치의 모식도.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 용융물 처리장치의 평면도.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 용융물 처리장치의 단면도.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 개재물 제거 방식을 도시한 상태도.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 개재물 제거 과정 및 결과를 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 용융물의 유동 해석을 위한 용융물 처리장치의 모델링 결과를 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 용융물의 유동 해석 결과를 도시한 도면.
도 8은 본 발명의 실시 예 및 변형 예에 따른 용융물 처리장치의 부분도.
도 9는 본 발명의 비교 예에 따른 용융물 처리장치의 모식도.
도 10은 본 발명의 비교 예에 따른 용융물의 처리 결과를 도시한 도면.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니고, 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이다. 단지 본 발명의 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 본 발명의 실시 예를 설명하기 위하여 도면은 과장될 수 있고, 도면상에서 동일한 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
본 발명의 실시 예를 설명하기 위한 용어 중, '상부'와 '하부'는 구성 요소의 일부분으로서 윗부분과 아랫부분을 각각 지칭한다. 또한, '상에'와 '하에'는 구성 요소의 상면과 하면에 직간접적으로 접하거나 작용을 미치는 범위를 지칭한다.
본 발명은 용융물을 공급받아 소정 시간 체류시키면서 후속 설비로 공급하여 처리하는 동안 용융물로부터 개재물을 효과적으로 제거할 수 있는 용융물 처리장치 및 용융물 처리방법에 관한 것이다. 이하에서는 제철소의 연속주조 설비 및 공정을 기준으로 실시 예를 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명은 다양한 용융물을 처리하는 여러 산업 분야의 각종 설비 및 공정에도 다양하게 적용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 용융물 처리장치의 모식도이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 용융물 처리장치의 평면도이다. 또한, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 용융물 처리장치의 단면도이다. 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 개재물의 제거 방식을 도시한 상태도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 용융물 처리장치는, 내부가 상측으로 개방되고, 상부에 용융물 주입부(1)가 마련되며, 바닥부(13)의 적어도 일측에 홀(14)이 형성되는 용기(10), 용융물 주입부(1)에서 홀(14) 측으로 이격되어 설치되는 유도부재, 유도부재에서 용융물 주입부(1) 측으로 이격되고, 바닥부(13)에 설치되는 기체 주입부(400)을 포함한다. 또한, 본 발명의 실시 예에 따른 용융물 처리장치는, 폭 방향(X)으로 연장되고 내부가 하측으로 개방되며, 유도부재와 기체 주입부(400)를 마주보도록, 용기(10)의 상부에 설치되는 챔버부(500)를 포함할 수 있다. 한편, 유도부재와 기체 주입부(400)와 챔버부(500)와 홀(14)은 각각 복수개 구비되며, 용융물 주입부(1)를 중심으로, 길이 방향(Y)의 양측에 위치할 수 있다.
용융물(M)은 용강을 포함할 수 있다. 용강은 제강 설비에서 정련이 완료되어 마련될 수 있고, 운반 용기 예컨대 연속주조 설비의 래들(미도시)에 담겨 용기(10)의 상측에 운반될 수 있다.
용융물 주입부(1)는 용강이 통과 가능하도록 형성되는 중공의 내화물 노즐일 수 있다. 용융물 주입부(1)는 슈라우드 노즐(shroud nozzle)을 포함할 수 있다. 용융물 주입부(1)는 용기(10)의 외부에 마련된 머니퓰레이터(manipulator)에 장착 지지될 수 있다. 용융물 주입부(1)는 머니퓰레이터(미도시)의 상승에 의해, 래들의 콜렉터 노즐(collector nozzle)에 결합되어 래들의 내부에 연통할 수 있다. 용융물 주입부(1)는 용기(10)의 바닥부(13)에서 소정 높이 이격되어 위치할 수 있다. 용융물 주입부(1)는 용기(10)의 내부로 용융물(M)을 주입됨에 의하여 그 하부가 용융물(M)에 침지될 수 있다.
한편, 기체 주입부(400)를 통하여 용기(10)의 내부로 주입되는 기체(g)는 불활성 기체를 포함할 수 있다. 불활성 기체는 아르곤 기체(Ar)를 포함할 수 있다.
용기(10)는 바닥부(13) 및 바닥부(13)의 둘레를 따라 돌출 형성된 측벽부를 포함할 수 있다. 용기(10)는 내부가 상측으로 개방된 용기의 형상으로 형성될 수 있다. 이때, 측벽부는 길이 방향 양 측벽(12) 및 폭 방향 양 측벽(11)을 포함할 수 있다. 용기(10)는 외부면이 예컨대 철피로 형성되어 형상을 유지할 수 있고, 내부면에 내화물이 구축되어 용융물(M)이 수용될 수 있다. 용기(10)는 연속주조 설비의 턴디시(tundish)를 포함할 수 있다.
용기(10)는 길이 방향(Y) 및 폭 방향(X)의 중심부를 기준으로 좌우 대칭하는 장방형의 형상으로 형성될 수 있다. 이때, 용기(10)는 길이 방향(Y)의 너비가 폭 방향(X)의 너비보다 클 수 있다. 한편, 용기(10)의 상부에는 용융물 주입부(1)가 마련될 수 있다. 이때, 용기(10)의 길이 방향(Y) 및 폭 방향(X)의 중심부에 용융물 주입부(1)가 수직 정렬될 수 있다.
홀(14)은 용기(10)의 바닥부(13)의 적어도 일측에 형성될 수 있다. 홀(14)은 복수개 구비될 수 있다. 복수개의 홀(14)은 각각 길이 방향(Y)으로 이격되고, 폭 방향 양 측벽(11)의 근방에서 바닥부(13)의 양측 가장자리를 수직 관통하여 형성될 수 있다. 홀(14)은 용기(10)의 길이 방향(Y) 및 폭 방향(X)의 중심부를 기준으로 좌우 대칭할 수 있다. 홀(14)을 통하여 용기(10)의 내부에 수용된 용웅믈(M)이 용기(10)의 하측으로 배출될 수 있다. 홀(14)에는 게이트(60)가 장착될 수 있다.
유도부재는 제1부재(20) 및 제2부재(30)를 포함할 수 있다. 또한, 유도부재는 용융물 주입부(1)에서 홀(14) 측으로 이격 설치될 수 있다. 이때, 유도부재는 제1부재(20)만 포함하거나, 제1부재(20)와 제2부재(30)를 모두 포함할 수 있다. 즉, 유도부재는 적어도 제1부재(20)를 포함할 수 있다. 제1부재(20) 및 제2부재(30)는 내화물로 구축될 수 있고, 용기(10)의 내부에 용융물(M)이 수용되어 원하는 높이 예컨대 연속주조 조업 중기의 정상 상태에서 용강 레벨까지 수용되는 경우, 용융물(M)에 잠긴 상태에서 용융물(M)의 유동을 제어할 수 있다.
제1부재(20)는 용기(10)의 내부에 주입되는 용융물(M)의 유동을 제어 가능하게 마련될 수 있다. 제1부재(20)는, 용융물 주입부(1)에서 홀(14) 측으로 이격되고, 폭 방향(X)으로 연장되며, 바닥부(13)에서 상측으로 소정 높이 이격되어, 용기(10)의 길이 방향 양 측벽(12)의 서로 마주보는 면 사이를 연결하도록 설치될 수 있다. 제1부재(20)는 턴디시의 위어(Weir)를 포함할 수 있다. 제1부재(20)는 복수개 구비되어, 용융물 주입부(1)를 중심으로 길이 방향(Y)으로 상호 이격된 위치에 각각 설치될 수 있다. 제1부재(20)는 용융물 주입부(1)를 통해 용기(10)의 내부로 주입된 용융물(M)의 용융물 주입구(1) 부근 유동(P1)을 용기(10)의 내측 상부 또는 내측 하부로 유도할 수 있다.
한편, 제1부재(20) 부근 용융물 유동 방향 및 유속 등은 제1부재(20)의 상면 높이 및 하면 높이 중 적어도 하나를 조절하여 제어할 수 있다. 기체 주입부(400) 부근의 벤투리(Venturi) 효과에 의하여 제1부재(20) 부근의 용융물이 제1부재(20)의 하면을 지나 기체 주입부(400) 측으로 원활히 회수될 수 있는 이상적인 높이로 제1부재(20)의 하면 높이가 결정될 수 있다. 또한, 제1부재(20)의 상면이 용융물에 이상적인 깊이만큼 완전히 잠기도록 그 상면 높이가 결정될 수 있다.
제2부재(30)는 용기(10)의 내부에 주입된 용융물(M)의 유동을 제어 가능하게 마련될 수 있다. 제2부재(30)는, 제1부재(20)에서 홀(14) 측으로 이격되고, 폭 방향(X)으로 연장되며, 바닥부(13)에 접촉되어 용기(10)의 길이 방향 양 측벽(12)의 서로 마주보는 면을 연결하여 설치될 수 있다. 제2부재(30)는 턴디시의 댐(Dam)을 포함할 수 있다. 제2부재(30)는 복수개 구비되어, 용융물 주입부(1)를 중심으로 길이 방향(Y)으로 상호 이격된 위치에 각각 설치될 수 있다. 이때, 제2부재(30)는 홀(14)보다 제1부재(20) 쪽에 더 가깝도록, 제1부재(20) 측으로 설치 위치가 편중될 수 있다. 한편, 제2부재(30)의 하부 소정 위치에는 잔탕홀(미도시)이 구비될 수도 있다. 잔탕홀은 바닥부(13)에 접하는 위치에 제2부재(30)를 길이 방향(Y)으로 관통하여 형성될 수 있다.
제2부재(30)는 용융물 주입부(1)에서 홀(14)을 향하는 방향으로 제1부재(20)의 상부 또는 하부를 범람하여 제2부재(30) 측으로 유도되는 용융물(M)의 제2부재(30) 부근 유동을 홀(14) 측을 향하는 홀(14) 부근 유동(P2) 및 제1부재(20) 측을 향하는 용융물(M)의 회전류(PC)로 각각 나누어 유도할 수 있다. 한편, 제2부재(30) 부근의 용융물(M)의 유동 방향과 유속은 제2부재(30)의 상면 높이 및 제1부재(20)에 대한 제2부재(30)의 이격 거리 중 적어도 하나를 조절하여 제어 가능하다.
제1부재(20) 및 제2부재(30)에 의하여 용융물(M)이 용기(10)의 내부에 소정 시간 체류하며 개재물이 부상 분리될 수 있다. 그러나, 30㎛ 이하의 미세 개재물의 경우, 제1부재(20)와 제2부재(30)에 의한 유동 제어만으로는 부상 분리시키기 어렵다. 이는, 제1부재(20)와 제2부재(30) 만을 이용한 유동 제어의 경우, 30㎛ 이하의 미세 개재물이 부상 분리될 수 있는 시간 동안, 용기(10)의 내부에 용융물(M)을 충분히 체류시킬 수 없기 때문이다.
따라서, 본 발명의 실시 예에서는 유도부재와 용융물 주입부(1) 사이에 기체 주입부(400)를 마련하고, 이를 이용하여 유도부재 부근에 용융물(M)의 회전류(PC)를 형성할 수 있다. 예컨대 유도부재가 제1부재(20)만을 포함할 때, 기체 주입부(400)는 제1부재(20)와 용융물 주입부(1) 사이에, 제1부재(20)에서 용융물 주입부(1) 측으로 이격되어 설치될 수 있다. 또한, 유도부재가 제1부재(20)와 제2부재(30)를 모두 포함할 때, 기체 주입부(400)는 제1부재(20)와 용융물 주입부(1) 사이에 설치되거나, 제1부재(20)와 제2부재(30) 사이에, 제2부재(30)에서 제1부재(20) 측으로 이격 설치될 수 있다.
즉, 제1부재(20)와 용융물 주입부(1) 사이 또는 제1부재(20)와 제2부재(30) 사이에 기체 주입부(400)를 마련하고, 제1부재(20) 부근에 기체(g)를 주입하며, 강한 상승류 및 용융물(M)의 회전류(PC)를 형성할 수 있다. 이에, 30㎛ 이하 미세 개재물이 부상 분리될 수 있도록, 제1부재(20) 부근의 용융물(M)을 용기(10)의 내부에서 여러 차례 회전시키며 충분히 체류시킬 수 있다. 특히, 회전류(PC)의 회전수를 증가시킬 수 있어, 개재물과 기체와의 접촉 빈도를 크게 향상시킬 수 있다.
이 경우, 용융물(M)에 혼입된 개재물(s')은, 용융물(M)의 회전류(PC)를 따라 제1부재(20)의 부근에 장시간 체류하며 부상 분리되어, 용융물(M)의 상면에 마련된 슬래그(S)에 원활하게 포집 제거될 수 있다. 또한, 용융물(M)에 혼입된 개재물(s')은, 용융물(M)의 회전류(PC)를 따라 제1부재(20)의 부근에 장시간 체류하며, 도 4의 경우와 같이, 기체 주입부(400)를 통해 용융물(M) 내에 주입된 기체(g)의 기포에 여러 차례 빈번하게 접촉하면서, 기포의 계면에 포집되어 더욱 효과적으로 제거될 수 있다.
한편, 유도부재가 제1부재(20)만 포함하는 경우, 기체 주입부(400)는 제1부재(20)와 홀(14) 사이에 제1부재(20)에 근접하여 설치될 수도 있다. 이때, 기체 주입부(400)에서 주입되는 기체(g)에 의한 상승 유동은 챔버부(500)의 후술하는 벽체부에 의하여, 홀(14)에서 용융물 주입부(1)를 향하는 방향으로, 제1부재(20)의 상부를 범람하도록 유도된다. 그리고 기체 주입부(400)에서 주입되는 기체(g)에 의해, 제1부재(20)를 중심으로 길이 방향(Y)의 양측 영역의 용융물(M) 압력이 달라지게 되어, 용융물 주입부(1)에서 홀(14)을 향하는 방향으로, 제1부재(20)의 하면을 지나는 유동이 형성된다. 이로부터 제1부재(20) 부근을 감싸며 복수 회 반복하여 회전하는 용융물(M)의 회전류가 형성될 수 있다. 이 때의 회전류는 그 회전 방향이 예컨대 도 3의 회전류(PC)의 회전 방향과 다를 수 있다.
기체 주입부(400)는 유도부재에서 용융물 주입구(1) 측으로 이격되어, 바닥부(13) 상에 설치될 수 있다. 예컨대 기체 주입부(400)는 제1부재(20)에서 용융물 주입부(1) 또는 제2부재(30) 측으로 이격되고, 바닥부(13)에 설치될 수 있다. 기체 주입부(400)는 복수개 구비되며 용용물 주입구(1)를 중심으로 길이 방향(Y)의 양측에 위치할 수 있다. 기체 주입부(400)는 예컨대 래들 퍼니스(Ladle furnace) 등에 구비되는 포러스 플러그(Porous plug)의 구성과 방식이 적용될 수 있다.
기체 주입부(400)는, 폭 방향(X)으로 연장되고, 바닥부(13)의 상면에 돌출되며, 제1부재(20)의 하면보다 높이가 낮은 블록, 블록의 상면에 형성된 복수의 슬릿, 용기(10)의 바닥부(13)와 블록을 순서대로 관통하여 블록 상면의 슬릿에 연통하는 기체 주입관(410), 기체 주입관(410)에 장착되어 개도 및 개폐 방식을 제어하는 제어밸브(420)를 포함할 수 있다. 이때, 제어밸브(420)는 용융물(M) 중에 기체(g)가 연속 주입되거나 단속 주입되도록 개폐 방식을 제어할 수 있다.
블록은 치밀질의 내화물로 형성될 수 있고, 소정 면적의 상면을 가지는 다양한 형상으로 형성될 수 있다. 슬릿은 블록의 내부로 연장되어, 블록의 상면을 높이 방향으로 관통할 수 있다. 슬릿은 내부에 기체(g)가 유동 가능하도록, 중공의 관으로 형성되거나, 또는, 다공질의 내화물로 형성될 수 있다. 슬릿을 통하여 용기(10)의 내부에 기체(g)를 미세한 기포 상태로 주입 가능하다.
기체 주입부(400)의 블록은 용융물 주입부(1)보다 제1부재(20)에 상대적으로 가깝게 위치할 수 있다. 이때, 블록과 제1부재(20)의 이격 거리(W1)를 조절하여 기체 주입부(400)에서 용기(10)의 내부로 주입되는 기체(g)에 의한 용융물 유동 방향 및 회전수 중 적어도 하나를 제어할 수 있다.
예컨대 제1부재(20)에 대한 블록의 이격 거리(W1)가 짧을수록, 기체(g)에 의한 용융물 유동 방향이 제1부재(20)를 따라 가파르게 수직 상승하는 방향으로 형성될 수 있다. 이 반대의 경우, 용융물 유동 방향이 제1부재(20)를 따라 상대적으로 완만하게 상승하는 방향으로 형성될 수 있다.
또한, 이격 거리(W1)가 짧을수록, 벤투리(Venturi) 효과에 의해 제1부재(20)와 제2부재(30) 사이의 용융물(M)의 회전류(PC)가 기체 주입부(400) 측으로 원활하게 회수되어, 회전류(PC)의 회전수가 증가할 수 있다. 반면에 이격 거리(W1)가 길수록, 제1부재(20)와 제2부재(30) 사이의 용융물(M)에 대한 회수 정도를 줄이게 되어 회전류(PC)의 회전수를 상대적으로 줄일 수 있다.
상기와 같이, 기체 주입부(400)가 제1부재(20)의 부근에 위치함에 따라 벤투리 효과를 일으킬 수 있다. 즉, 기체 주입부(400)의 설치 위치에 의해 제1부재(20) 부근의 용융물(M)이 반복하여 복수 회 회전하며 지속적이고 강한 회전류(PC)를 형성함에 따라, 3㎛ 이하 크기의 미세 개재물이 용융물(M) 상면으로 부상 분리되거나 기체(g)의 기포에 의해 포집될 수 있다.
한편, 기체 주입부(400) 또는 제1부재(20) 상에 소정 크기의 나탕면(N)이 형성될 수 있다. 이는, 기체 주입부(400)를 통하여 용융물(M) 중에 주입되는 기체(g)에 의한 기체 주입부(400)와 제1부재(20) 사이 용융물(M)의 빠른 상승류 때문에 용융물(M)의 상면에 형성된 슬래그(S)가 밀려나기 때문이다. 이 경우 나탕면(N)을 통하여 용융물(M)이 대기에 접촉하여 재산화되면서 청정도가 저하될 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시 예와 같이, 유도부재와 기체 주입부(400) 상에 챔버부(500)를 마련한다. 용융물(M)의 상면에 나탕면(N)이 형성되면, 나탕면(N)의 부근(C)을 챔버부(500)로 덮어 진공 분위기나 불활성 분위기를 형성함으로써, 용융물(M)이 대기에 접촉하여 재산화되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다. 이처럼 챔버부(500)에 의하여 나탕면(N)이 외기로부터 보호됨에 따라, 나탕면(N) 형성과 무관하게 기체 주입부(400)로 기체(g)를 충분히 강하게 주입 가능하여, 충분히 강한 회전류(PC)의 형성을 달성할 수 있다.
또한, 챔버부(500)의 하부를 용융물(M) 중에 침지시키고, 챔버부(500)의 침지된 부분을 이용하여, 용융물 주입부(1)에서 홀(14) 방향으로 제1부재(20)의 상부를 범람한 용융물(M)을 제1부재(20)의 하부를 향하여 유도 가능하다. 이에, 제1부재(20)의 부근에 회전류(PC)를 안정적으로 형성할 수 있다. 즉, 챔버부(500)는 나탕면(N)의 보호와 함께 회전류(PC)의 형성을 돕고, 회전류(PC)의 회전수를 증가시키는 역할을 한다. 따라서, 챔버부(500)에 의해 개재물 제거 효율이 향상되고, 용융물의 청정도가 더욱 향상될 수 있다.
챔버부(500)는 폭 방향(X)으로 연장되고 내부가 하측으로 개방되며, 유도부재와 기체 주입부(400)를 마주보도록 용기(10)의 상부에 설치될 수 있다. 이때, 챔버부(500)는 복수개 구비되어, 용융물 주입부(1)를 중심으로 길이 방향(Y)으로 상호 이격된 위치에 각각 설치될 수 있다.
챔버부(500)는, 폭 방향(X)으로 연장되는 리드부(510), 폭 방향으로 연장되고 제1부재(20)를 중심으로 길이 방향의 양측에 이격되어 리드부(510)의 하면에 각각 장착되며 용기(10)의 길이 방향 양 측벽에 접촉되거나 이격되는 벽체부들, 길이 방향(Y)으로 연장되고 리드부(510)의 폭 방향(X) 양측 가장자리에 각각 장착되며 벽체부들을 연결하는 플랜지부(511)들을 포함할 수 있고, 벽체부들 및 플랜지부(511)들이 용융물(M)에 침지되어 나탕면(N)이 챔버부(500)에 기밀하게 보호될 수 있다.
이때, 용융물(M)에 침지되는 부분 예컨대 벽체부들 및 플랜지부(511)들은 적어도 일부가 내화물로 보호될 수 있다. 또한, 용융물(M)에 침지되었을 때, 제1부재(20)에 대한 플랜지부(511)의 충돌이나 간섭을 방지하도록, 플랜지부(511)들의 하면은 벽체부들의 하면 및 제1부재(20)의 상면보다 그 높이가 높을 수 있다.
리드부(510)는 판 형상의 부재로서, 용융물(M)의 상면에 형성되는 나탕면(N)을 충분히 커버 가능한 면적으로 형성될 수 있다. 리드부(510)는 제1부재(20)의 상면 또는 용기(10)의 내부로 주입된 용융물(M)의 상면에서 소정 높이 이격 가능하도록 설치 높이가 결정될 수 있다. 벽체부들은 제1벽체부(520), 제2벽체부(530)를 포함할 수 있다. 제1벽체부(520)는 기체 주입부(400)에서 용융물 주입부(1) 측으로 이격되도록 위치할 수 있고, 제2벽체부(530)는 제2부재(30)의 상측에 이격되어 위치할 수 있다.
제1벽체부(520)는 예컨대 폭 방향(X)으로 연장된 수직 벽체일 수 있다. 제1벽체부(520)는 하면이 제1부재(20)의 상면보다 높이가 높게 형성되며, 용기(10)의 내부로 주입된 용융물(M)에 의하여 침지 가능한 높이까지 하측으로 연장될 수 있다. 제2벽체부(530)는 예컨대 폭 방향(X)으로 연장된 수직 벽체일 수 있다. 제2벽체부(530)는 하면이 제1부재(20)의 상면보다 높이가 낮게 형성되며, 용융물(M)에 의하여 침지 가능한 높이까지 하측으로 연장될 수 있다. 제2벽체부(530)는 제2부재(30)에 대한 이격 거리(d1)를 조절하여, 제1부재(20)의 상부를 범람하는 용융물(M) 중 홀(14) 측으로 유동하는 용융물의 유량(Q1) 및 기체 주입부(400) 측으로 유동하는 용융물의 유량(Q2)을 각각 결정할 수 있고, 그 값의 상대적인 크기나 절대적인 크기를 각각 제어할 수 있다.
예컨대 제2부재(30)에 대한 이격 거리(d1)가 짧을수록, 홀(14) 측으로 유동하는 용융물의 유량(Q1)보다 기체 주입부(400) 측으로 유동하여 회전류(PC)의 형성에 사용되는 용융물의 유량(Q2)이 커질 수 있다. 반대로, 제2부재(30)에 대한 이격 거리(d1)가 멀수록, 홀(14) 측으로 유동하는 용융물 유량(Q1)이 기체 주입부(400) 측으로 유동하여 회전류(PC)의 형성에 사용되는 용융물 유량(Q2)보다 커질 수 있다.
이때, 이들 유량은 회전류(PC)의 회전수와도 밀접하게 관련된다. 즉 기체 주입부(400) 측으로 유동하여 회전류(PC)의 형성에 사용되는 용융물의 유량(Q2)이 커질수록 회전류(PC)의 형성이 원활하여, 회전수가 증가할 수 있다.
즉, 챔버부(500)의 제2벽체부(530)와 유도부재의 제2부재(30)는 회전류(PC)의 회전수 결정을 위한 주요한 구성이며, 이들 간의 거리(d1)에 의하여 회전류(PC)의 회전수를 결정할 수 있다. 따라서, 제1부재(20)에서 홀(14) 측으로 이격된 소정 위치에 제2벽체부(530)를 적어도 상하 방향으로 마주보도록 제2부재(30)가 구축되는 것이 좋다.
한편, 제2벽체부(530)는 제1부재(20)를 중심으로 기체 주입부(400)의 반대측에 마련된다. 이때, 제2벽체부(530)의 제1부재(20)를 마주보는 일면에 경사면이 구비될 수 있다. 경사면은 제1부재(20)에서 제2부재(30)를 향하여, 제2벽체부(530)의 하단에서 상단으로 상향 경사지게 형성될 수 있다. 경사면은 용융물 주입부(1)에서 제2부재(30)를 향하는 방향으로 제1부재(20)를 범람하는 용융물(M)을 원활하게 하강시키며 제1부재(20)의 하면 측으로 안내할 수 있다.
챔버부(500)는 나탕면(N)을 통하여 챔버부(500)의 내부로 유입되는 기체(g)에 의해 부압이 형성되며 불활성 분위기로 형성될 수 있다. 물론, 챔버부(500)의 내부 분위기를 직접 제어 가능하도록 챔버부(500)에는 공급관(560)과 배기관(570)이 각각 장착될 수 있다.
공급관(560)은 기체를 공급 가능하도록 형성되며 챔버부(500)의 예컨대 리드부(510) 일측을 관통하여 내부에 연통할 수 있다. 배기관(570)은 기체를 배기 가능하도록 형성되며 챔버부(500)의 예컨대 리드부(510) 타측을 관통하여 내부에 연통할 수 있다. 공급관(560)의 입구부는 기체 공급원(미도시)에 연결될 수 있고, 불활성 기체를 공급받아 챔버부(500)의 내부에 불활성 분위기를 형성할 수 있다. 배기관(570)의 입구부는 배기 펌프(미도시)와 진공 펌프(미도시)에 연결될 수 있고, 이들을 이용하여 챔버부(500)의 내부를 불활성 분위기 또는 진공 분위기로 형성할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시 예에 따른 용융물 처리장치는, 챔버부(500)를 승강 가능하게 지지하며, 용기(10)의 내부로 주입되는 용융물(M)의 상면 높이에 따라 챔버부(500)의 높이를 조절 가능한 제1작동부(540)를 포함할 수 있으며, 챔버부(500)를 슬라이드 가능하게 지지하고, 용기(10)의 내부로 주입되는 용융물의 나탕면(N) 발생 위치에 따라 길이 방향(Y)으로 챔버부(500)의 위치를 조절하는 제2작동부(550)을 포함할 수 있다. 이들 작동부는 연속주조 설비의 머니퓰레이터에 적용되는 예컨대 유압 실린더 등의 구조로 형성될 수 있고, 이를 특별히 한정하지 않는다.
제1작동부(540)는 리드부(510)의 상면 중심부에 장착되며, 예컨대 유압 등을 이용하여, 높이 방향(Z)으로 신축 가능하게 형성될 수 있다. 제2작동부(550)는 제1작동부(540)의 상부에 장착되고, 예컨대 유압 등을 이용하여, 길이 방향(Y)으로 신축 가능하게 형성될 수 있다. 제2작동부(550)에 의한 길이 방향(Y)의 이동은 제1작동부(540)를 통하여 챔버부(500)에 전달될 수 있다.
한편, 본 발명의 실시 예에 따른 용융물 처리장치는, 제1부재(20)에서 기체 주입부(400)의 반대측에 이격되어 바닥부(13)에 설치되는 제2기체 주입부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 예컨대 기체 주입부(400)가 제1부재(20)에서 용융물 주입부(1) 측으로 이격되어 설치될 경우, 제2기체 주입부는 제1부재(20)와 제2부재(30) 사이에 마련될 수 있고, 기체 주입부(400)가 제1부재(20)와 제2부재(30) 사이에 마련되면, 제2기체 주입부는 제1부재(20)에서 용융물 주입부(1) 측으로 이격되어 설치될 수 있다. 제2기체 주입부의 구성 및 작동 방식은 기체 주입부(400)의 구성 및 작동 방식과 동일할 수 있으므로, 그 상세할 설명은 생략한다.
제2기체 주입부를 이용하여 제1부재(20)를 중심으로 기체 주입부(400)의 반대측에서 용융물(M)에 기체(g)를 주입하며 그 유동을 직접 제어할 수 있으므로, 이의 경우, 회전류(PC)를 보다 정밀하게 제어 가능하다.
게이트(60)는 홀(14)을 개폐 가능하도록 형성되며, 홀(14)에 수직 정렬되도록 용기(10)의 하면에 각각 장착될 수 있다. 게이트(60)는 연속주조 설비의 슬라이드 게이트를 포함할 수 있고, 슬라이드 게이트는 홀(14)의 개도를 조절하여 용융물(M)의 배출량을 조절할 수 있다. 게이트(60)에는 노즐(70)이 장착될 수 있다.
노즐(70)은 높이 방향(Z)으로 연장되는 중공의 내화물 노즐로서, 홀(14)에 연통하도록 게이트(60)의 하면에 장착될 수 있다. 홀(14)에서 토출되는 용융물(M)은 게이트(60)를 통과하여 노즐(70)의 내부로 유입되고, 노즐(70)의 하부를 감싸도록 마련된 주형(미도시)로 공급될 수 있다. 예컨대 노즐(70)은 연속주조 설비의 침지 노즐(Submerged Entry Nozzle)을 포함할 수 있다.
주형(Mold)은 장방형 또는 정방향의 중공형 블록일 수 있고, 내부가 상측 및 하측으로 수직하게 개방될 수 있다. 주형에 공급된 용융물(M)은 주편(Slab)으로 1차 응고될 수 있고, 주형의 하측에 마련된 만곡형 또는 수직 만곡형의 냉각대(미도시)를 통과하며 2차 냉각되며 성형되어 반제품인 주편으로 연속 주조될 수 있다.
상기와 같이 형성되는 용융물 처리장치의 작동을 보면, 운반 용기에 의하여 용융물이 운반된 후, 운반 용기에 결합된 용융물 주입부(1)를 통하여 용기(10) 내부로 용융물(M)을 주입한다. 이때, 주입된 용융물은 바닥부(13)를 따라 유도부재를 향하는 유동을 형성하고, 유도부재에 선행하는 위치에 설치된 기체 주입부(400)의 기체(g) 주입에 의하여 상승류가 형성된다. 상승류 중 일부는 용융물 주입부(1) 측으로 선회하고, 대부분은 제1부재(20)를 범람하여 챔버부(500)의 제2벽체부(530)에 부딪히며 아래쪽으로 흐름이 전환된다. 아래를 향하는 흐름의 일부는 제2부재(30) 상부를 범람하여 홀(14) 측으로 빠져나가지만, 나머지는 하강하여 바닥부(13)까지 도달한 후 기체 주입부(400) 부근의 벤투리 효과에 의해 제1부재(20)의 하면을 범람하여 회전류(PC)를 형성한다. 이 회전류를 이용하여 용융물(M) 중의 개재물(s')이 기체(g)와 복수 회 접촉 제거될 수 있다. 이 과정 동안 챔버부(500)가 나탕면(N)을 감싸 불활성 분위기 또는 진공 분위기를 형성하고, 이에, 대기에 의한 용융물(M)의 오염을 방지할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시 예에 따른 용융물 처리방법을 상세히 설명한다. 본 발명의 실시 예에 따른 용융물 처리방법은, 본 발명의 실시 예에 따른 상술한 용융물 처리장치에 적용 가능한 용융물 처리방법으로, 내부가 상측으로 개방되고 바닥부에 홀이 형성되며 상부에 용융물 주입부가 마련되고 홀과 용융물 주입부 사이에 유도부재가 마련된 용기를 준비하는 과정, 용융물을 용기의 내부에 주입하는 과정, 유도부재의 상부로 용융물을 범람시키는 과정, 기체 주입부를 통해 유도부재와 용융물 주입부 사이의 용기 내부로 기체를 주입하며 용융물의 회전류를 형성하는 과정을 포함한다. 이때, 용융물(M)은 용강을 포함하고 기체(g)는 불활성 기체를 포함할 수 있다.
우선, 내부가 상측으로 개방되고, 바닥부(13)에 홀(14)이 형성되며, 상부에 용융물 주입부(1)가 마련되고, 홀(14)과 용융물 주입부(1) 사이에 유도부재가 마련된 용기(10)를 준비한다. 이때, 유도부재는 용융물 주입부(1)에서 홀(14) 측으로 이격되고, 바닥부(14)에서 이격되어 용기(10)의 길이 방향 양 측벽(12)에 장착되는 제1부재(20), 및 제1부재(20)에서 홀(14) 측으로 이격되고, 바닥부(13)에 접촉되어 용기(10)의 길이 방향 양 측벽(12)에 장착되는 제2부재(30)를 포함할 수 있다.
이후, 용융물 주입부(1)에 운반 용기(미도시)를 장착하고, 용융물 주입부(1)를 개방하여 운반 용기 내의 용융물(M)을 용기(10)의 내부에 주입한다.
이후, 용융물(M)의 주입을 연속 실시하며 용융물(M)의 레벨을 상승시켜 유도부재의 상부로 용융물(M)을 범람시킨다. 이때, 제1부재(20)와 제2부재(30)의 상부로 용융물(M)이 범람하여 홀(14) 측으로 유동할 수 있다. 예컨대 융융물 주입부(1)에서 제1부재(20) 측으로 유동하는 용융물(M)은 제1부재(20)의 상면과 하면을 범람하여 제2부재(30) 측으로 유동하고, 제2부재(30)의 상면을 범람하여 홀(14) 측으로 유동한다.
이후, 기체 주입부(400)를 통하여 유도부재와 용융물 주입부(400) 사이의 용기(10) 내부로 기체를 주입하며 용융물(M)의 회전류(PC)를 형성한다. 이때, 기체 주입부(400)를 통하여 제1부재(10)와 용융물 주입부(400) 사이의 용기(10) 내부로 기체(g)를 주입하며 용융물의 회전류(PC)를 형성할 수 있다. 또는, 기체 주입부(400)를 통해 제2부재(30)와 제1부재(20) 사이의 용기(10) 내부로 기체(g)를 주입하며 용융물의 회전류(PC)를 형성할 수 있다.
용융물(M)의 회전류(PC)를 형성하는 과정과 함께, 챔버부(500)를 이용하여 용기(10)의 내부로 주입된 기체(g)에 의한 용융물(M)의 나탕면 발생 위치를 감싸는 영역에 진공 분위기 또는 불활성 분위기를 형성한다.
이 과정은, 나탕면 위치에 따라 챔버부(500)를 예컨대 길이 방향(Y)으로 이동시켜가며 실시할 수 있고, 예컨대 연연속 주조 등의 이유로 인한 용융물(M)의 상면 레벨 변화 따라 챔버부(500)를 예컨대 높이 방향(Z)으로 이동시키며 실시할 수 있다. 이에, 챔버부(500)의 침지 깊이가 일정할 수 있고, 챔버부(500)의 침지 위치가 나탕면(N)을 감싸는 위치로 일정할 수 있다.
또한, 이 과정은 나탕면(N) 상에 챔버부(500)를 정렬하고, 챔버부(500)의 하부를 용융물(M)에 침지시켜 나탕면(N)의 부근을 감싼 후, 불활성 분위기 형성을 위해 나탕면(N)을 통하여 챔버부(500)의 내부로 유입되는 기체(g)를 활용하거나, 챔버부(500)의 내부에 별도의 불활성 기체를 직접 주입하거나, 챔버부(500)의 내부를 배기하여 진공 분위기를 형성하는 등의 방식으로 실시할 수 있다.
이때, 회전류를 형성하는 과정과 나탕면에 진공 분위기 또는 불활성 분위기를 형성하는 과정은 임의의 순서대로 순차적으로 실시될 수 있고, 두 과정이 동시에 실시될 수 있다. 이에, 용융물(M) 중에 강한 회전류(PC)를 형성하여 개재물(s')을 제거함과 함께, 회전류(PC)에 의하여 발생하는 나탕면(N)에 의해 용융물(M)이 오염되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 회전류(PC)의 형성 시에, 유도부재 예컨대 제1부재(20)에 대한 기체 주입부(400)의 기체 주입 위치를 다르게 하여, 회전류(PC)의 유동 방향과 회전수 중 적어도 하나를 제어할 수 있다. 예컨대 제1부재(20)에 대한 기체 주입부(400)의 이격 거리(W1)를 조절하여, 제1부재(20)에 대한 기체 주입부(400)의 기체 주입 위치를 다르게 함으로써, 제1부재(20) 하의 벤투리(Venturi) 효과의 작용 범위와 크기를 다르게 할 수 있다. 이로부터 회전류(PC)의 유동 방향 및 회전수를 조절할 수 있다. 이때, 제1부재(20)에 대한 기체 주입부(400)의 이격 거리(W1)가 작을수록 회전류(PC)의 유동 방향이 제1부재(20)를 따라 수직하게 형성될 수 있고, 회전수가 증가할 수 있다.
또한, 회전류(PC)의 형성 시에, 용융물(M)에 대한 챔버부(500)의 침지 높이를 조절하는 방식으로 제2벽체부(530)의 높이를 조절하여, 제2부재(30)에 대한 제2벽체부(530)의 이격 거리(d1)를 조절할 수 있다. 이로부터, 유도부재의 상부를 범람하여 홀(14) 측으로 유동하는 용융물의 유량(Q1)과, 유도부재의 상부를 범람하여 기체 주입부(400) 측으로 유동하며 회전류(PC)로 회수되는 용융물의 유량(Q2)을 각각 제어할 수 있다.
이에, 회전류(PC)의 회전수를 제어 가능하여 유도부재의 부근에 용융물(M)을 복수 회 회전시키며 장시간 체류시킴과 함께, 유도부재 부근 용융물(M)에 대한 기체(g)의 접촉 빈도를 현저히 증가시킬 수 있다.
또한, 회전류(PC)의 형성 시에, 기체 주입부(400)에 의한 기체(g)의 주입 방식을 연속 방식 및 단속 방식 중 적어도 하나의 방식으로 제어하여, 유도부재 부근의 회전류(PC) 흐름을 원하는 흐름으로 다양하게 제어할 수 있다. 즉, 용융물(M)을 처리하는 동안 연속하여 기체(g)를 분사하며 회전류(PC)의 강도 및 회전수 등을 시간에 대해 일정하게 제어할 수 있다. 또는, 용융물(M)을 처리하는 동안 소정의 주기에 맞추거나 불규칙하게 기체(g)를 단속 분사하여 회전류(PC)의 강도 및 회전수 등의 유동 특성이 시간에 따라 변화하며 예컨대 맥동성을 갖도록 제어할 수 있다.
이처럼 유도부재 부근의 다양한 위치에 기체(g)를 다양한 방식으로 분사하여 유도부재 부근에 형성되는 회전류(PC)의 흐름 특성 예컨대 유동 방향이나 회전수 등을 원하는 흐름 특성으로 다양하게 제어할 수 있다.
한편, 회전류(PC)를 형성하는 과정은, 제2 기체 주입부(미도시)를 통하여 기제 주입부(400)와 유도부재 사이의 용기 내부로 기체를 주입하며 회전류의 유동 방향과 회전수 중 적어도 하나를 제어할 수 있다.
예컨대 기체 주입부(400)를 통하여, 제1부재(20)와 용융물 주입부(400) 사이의 용기(10) 내부로 기체(g)를 주입하고, 제1부재(20)에서 기체 주입부(400)의 반대측으로 이격되어 바닥부(13)에 설치되는 제2기체 주입부(미도시)를 통하여, 제2부재(30)와 제1부재(20) 사이의 용기(10) 내부로 기체를 주입하며, 용융물의 회전류(PC)를 제어할 수 있다.
이때, 제2기체 주입부의 기체 주입량 및 주입 방식 중 적어도 하나를 기체 주입부(400)의 기체 주입량 및 주입 방식 중 적어도 하나와 서로 다르게 제어하여, 제1부재(20)를 중심으로 길이 방향(Y)의 양측에서 기체(g)의 주입량과 주입 방식을 다르게 제어할 수 있다. 이로부터 제1부재(20) 부근의 유용물(M) 유동을 원하는 유동으로 다양하게 제어할 수 있다.
상기의 과정을 실시하면서 용기(10) 내로 공급된 용융물(M)에서 개재물을 효과적으로 제거하여 출구(14)로 용융물(M)을 배출하고, 이를 출구(14) 하에 마련된 주형(미도시)에서 주편(미도시)으로 주조할 수 있다. 이에, 주조 중인 주편의 품질을 향상시킬 수 있고, 주편 표면의 개재물성 결함을 방지할 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 개재물 제거 과정 및 결과를 도시한 도면이다. 이때, 도 5의 (a)는 용강에 아르곤 기체를 주입하며 응고시키는 특성 실험을 실시하고, 응고가 완료된 강의 단면 상태를 전자 현미경으로 촬영하여 보여주는 사진 도면이다. 도 5의 (b)는 상술한 특성 실험의 실시 후 응고된 강에서 기포 주변을 전자 현미경으로 확대하여 보여주는 사진 도면이다. 도 5의 (c)는 상술한 특성 실험의 실시 후 응고된 강에서 기포 주변의 성분을 전자 현미경을 통해 검출하여 그래프로 나타낸 도면이다. 이때, 도 5의 (c)를 보면, 가로축이 예컨대 전자 현미경으로 검출되는 X선의 에너지 세기(keV) 스펙트럼을 나타낸다. 도 5를 참조하여, 용강에 아르곤 기체를 주입함에 의해 미세 개재물을 효과적으로 포집 제거할 수 있음을 보여주기 위한 특성 실험의 과정 및 그 결과를 설명한다.
우선, 아르곤 기체에 의한 용강 중 개재물 포집 제거 특성 실험을 수행하기 위해, 용강을 마련하고, 용강에 아르곤 기체를 불어넣으며 응고시킨다. 용강이 응고되면 응고된 강의 단면을 전자 현미경으로 관찰하여, 주입된 아르곤 기체에 의해 응고된 강에 형성된 기포 부분 및 그 주변에서 개재물을 확인하고, 그 성분을 분석한다. 이의 과정 및 결과를 도 5의 (a), (b) 및 (c)에 게재하였다.
이러한 특성 실험 결과, 도 5의 (a)와 같이, 응고된 강에 아르곤 기체에 의한 기포가 형성되었을 때, 도 5의 (b)에서 보여지는 바와 같이, 기포 주변에 30㎛ 이하 크기의 미세 개재물이 상당량 존재하는 것을 확인할 수 있고, 이의 성분 분석 결과 도 5의 (c)와 같이, Al2O3의 개재물로 판명되었다. 이는, 아르곤 기체의 기포를 이용하여 용강 중 미세 개재물을 효과적으로 제거할 수 있음을 보여준다.
이처럼, 용강 중에 아르곤 기체의 기포를 주입하면 그 계면에 개재물이 부착되는데, 이는 개재물은 계면 장력이 낮은 쪽에 부착되는 성질이 있기 때문이다. 즉, 아르곤 기체에 의한 기포의 계면 장력이 용강의 계면 장력 비하여 상대적으로 낮으므로, 개재물이 아르곤 기체의 기포 계면으로 포집될 수 있다.
이때, 본 발명의 실시 예에서는 아르곤 기체에 의한 용강 중 개재물 포집 제거 특성을 이용하여 개재물을 포집 제거함에 있어, 아르곤 기체가 분사되는 용강 중의 소정 영역에 회전류(PC)를 형성함으로써 동일한 용강을 여러 차례 회전시키며 아르곤 기체와 높은 빈도로 반복하여 접촉시킬 수 있다.
이에, 더욱 효과적으로 Al2O3나 SiO2 등의 성분을 가진 미세 개재물을 용강에서 포집 제거할 수 있다. 이때, 개재물을 계면에 포집한 아르곤 기체의 기포는 용탕면으로 상승하여 용강의 외부로 빠져나가고, 개재물은 슬래그층에 흡착되어 제거될 수 있다.
상기한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에서는 개재물을 용강에서 원활하게 포집 제거할 수 있고, 개재물에 대한 청정성이 확보된 용강을 주형에 주입 가능하기 때문에, 이를 연속주조 공정에 적용하면, 주형에서의 개재물성 결함을 방지할 수 있고 개재물에 의한 노즐 막힘을 저감시킬 수 있다. 이의 결과, 연속주조 공정에서의 주편 품질을 향상시킬 수 있고, 공정의 안정성 및 생산성을 증대시킬 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 용융물의 유동 해석을 위하여 용융물 처리장치의 구조를 도식적으로 모델링한 결과를 도시한 도면이고, 도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 용융물 처리장치에 대한 용융물 유동 해석 결과를 도시한 도면이다. 우선, 용융물 처리장치의 전산 유체 역학을 이용한 수치해석을 위하여 용융물 처리장치의 내부 구조를 도 6과 같이 도식적으로 모델링 한다.
이때, 모델링 된 도면에서 도면 부호 1'는 용융물 주입부이고, 도면 부호 10'는 용기이며, 도면 부호 20'는 제1부재이다. 또한, 도면 부호 30'은 제2부재이고, 도면 부호 400'은 기체 주입부이며, 도면 부호 500'은 챔버부이다. 그리고 도면 부호 70'은 노즐이다. 또한, 도면 부호 P1 은 용융물 주입부 부근의 유동이고, P2 는 노즐 부근의 용융물 유동이며, P'C 는 제1부재 부근의 용용물 유동이고, V는 벤투리 효과의 형성 영역이다.
이후, 소정의 해석 조건을 입력하여 상기 모델링 결과를 전산 유체 역학(CFD; Computational Fluid Dynamics)을 이용하여 이를 수치 해석한다. 그 해석 결과를 도 7에 그래프로 도시하였다.
도 6과 도 7을 함께 보면, 상기의 수치 해석 결과, 용융물 유동 방향이 용융물 주입부(1')에서 제1부재(20') 측으로 발생하게 되고, 기체 주입부(400')에서의 기체 상승력의 영향으로 재1부재(20')를 따라 용융물 흐름이 상승하게 된다. 상승한 용융물 흐름의 일부는 용융물 주입부(1') 측으로 되돌아가고, 상승한 용융물의 대부분은 제1부재(20')에서 제3부재(30') 쪽으로 회전하게 된다. 제3부재(30') 쪽으로 유동한 용융물은 챔버부(500')의 벽체부에 부딪힌 후 아래쪽을 향하고, 이때, 일부는 제2부재(30')를 넘어 노즐(70') 측으로 빠져나가며, 나머지는 벽체부의 아래쪽으로 지속적으로 진행한다. 벽체부의 아랫쪽으로 진행한 용융물은 기체 주입부(400') 상에 발생되는 벤튜리(Venturi) 효과로 인해 용기(10')의 바닥부를 따라 기체 주입부(400') 측으로 제1부재(20')의 하부를 넘어 이동하여, 제1부재(20')를 중심으로 회전류가 형성하는 것을 확인할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 챔버부(500)는 제1벽체부(520) 및 제2벽체부(530)의 형상이 다양하게 변형될 수 있다. 이하, 도 8을 참조하여, 본 발명의 변형 예에 따른 챔버부(500)의 제1벽체부들 및 제2벽체부들의 형상을 상세하게 설명한다.
도 8은 본 발명의 실시 예 및 변형 예들에 따른 용융물 처리장치의 챔버부를 도시한 부분도이다. 이때, 도 8의 (a)는 본 발명의 실시 예에 따른 챔버부를 도시한 부분도이고, (b) 내지 (i)는 순서대로 제1변형 예 내지 제8변형 예에 따른 챔버부를 도시한 부분도이다.
한편, 도면 상에 도시된 도면 부호에서 'b' 내지 'i'는 각 변형 예에 따른 구성부를 실시 예의 구성부와 구분하기 위하여 사용되었다. 예컨대 도 8을 보면, 도면 부호 510b 내지 510i는 각 변형 예들에 따른 리드부를 실시 예의 리드부(510)와 구분하기 위해 사용하였다. 또한, 도면 부호 520b 내지 520i는 각 변형 예들에 따른 제1벽체부를 실시 예의 제1벽체부(520)와 구분하기 위해 사용되었고, 도면 부호 530b 내지 530i는 각 변형 예들에 따른 제2벽체부를 실시 예의 제2벽체부(530)와 구분하기 위해 사용되었다.
도 8의 (a) 및 (b) 내지 (i)를 대비하여 보면, 본 발명의 변형 예에서는 챔버부의 제1벽체부 및 제2벽체부 형상이 다양할 수 있다. 제1벽체부는 수직 단면이 도 8의 (b), (c), (f), (g), (h) 및 (i)와 같이 직사각형 형상이거나, 도 8의 (d) 및 (e)와 같이 직각삼각형 형상일 수 있고, 이때, 직각삼각형 형상일 경우, 빗변에 해당하는 면이 챔버부의 내부를 향하거나 외부를 향할 수 있다.
또한, 제2벽체부(530)는 제1벽체부를 마주보는 일면 및 이에 대향하는 타면에 각각 상향 경사면(531), 하향 경사면(531'), 수직면(532), 곡면(533), 오목홈(534) 중 적어도 하나가 형성될 수 있다. 이의 구체적인 형상은 도 8의 (b) 내지 (i)에 각각 도시된 바와 같다.
이처럼 본 발명의 변형 예에서는 제1벽체부(520)와 제2벽체부(530)의 형상을 일부 또는 전부 다르게 하여, 각각의 벽체부를 지나는 용융물의 흐름 특성을 다양하게 조절할 수 있다. 따라서, 챔버부(500) 하에 형성되는 용융물의 흐름을 원하는 흐름으로 다양하게 제어 가능하다.
도 9는 본 발명의 비교 예에 따른 용융물 처리장치의 모식도이고, 도 10은 본 발명의 비교 예에 따른 용융물의 처리 결과를 도시한 도면으로서, 본 발명의 비교 예에 따른 종래의 용융물 처리장치를 이용하여 조업을 수행한 후 그 결과를 도시한 사진이다.
본 발명의 비교 예에 따른 종래의 용융물 처리장치는, 용강(M')과 슬래그(S)가 담기는 턴디시(81), 턴디시(81)의 중심부에 위치하는 용융물 주입부(1), 용융물 주입부(10)에서 출강구(84) 측으로 이격 설치된 상부 둑(82), 상부 둑(82)에서 출강구(84) 측으로 이격 설치된 하부 댐(83)을 구비한다. 이를 이용한 용융물 처리 과정을 보면, 도면 상에 점선 화살표로 표시한 바와 같이, 턴디시(81)의 내부에는 상부 둑(82)을 감싸는 회전류가 형성되지 않는다. 이를 연속주조 공정에 적용하여 수 회 조업을 실시한 후, 이로부터 제조된 주편을 보면, 도 10에 나타난 바와 같이, 개재물성 결함이 주편의 표면에 형성됨을 확인할 수 있다. 이는 턴디시(81)의 내부에서 미세 개재물을 부상 분리시키거나 포집 제거할 수 있도록, 본 발명의 실시 예에서와 같이, 회전류 및 기체 주입이 이루어지지 않았기 때문이다.
예컨대 연속주조 공정과 같은 용융 금속의 주조 시에, 용융 금속의 청정도는 주조된 제품의 품질을 결정하는 중요한 인자이다. 연속주조 공정의 경우 용강(M')의 탈산과정에서 사용되는 알루미늄 또는 실리콘은 용강 내 산소와 반응하여 대부분 개재물로 제거되지만 매우 작은 크기의 개재물들은 용강 내에 그대로 남아있게 된다. 이러한 개재물은 연속주조 공정에서 턴디시(81)의 침지노즐의 막힘을 발생하여 주형으로의 용강 주입을 방해할 뿐만 아니라, 주편 내 응고과정 중에 혼입되어, 도 10에 도시된 경우와 같이, 개재물 자체로의 결함을 일으키기도 한다. 이러한 개재물은 다양한 방법으로 제거하고 있지만 30 ㎛ 이하의 개재물의 경우 상부 둑(82)과 하부 댐(83)으로는 용강(M') 유동을 이용한 부상분리에 한계가 있다.
반면, 본 발명의 실시 예에 따르면 개재물의 제거 효율을 극대화 시키기 위한 방안으로 용융물 중에 예컨대 아르곤 기체를 주입하여 회전류를 형성시킨다. 이때, 아르곤 기체의 주입 위치를 조절하여 회전류의 형성을 극대화하고, 회전 및 아르곤 기체 주입에 의해 발생하는 나탕면 발생에 대비하도록 챔버부를 제1부재 예컨대 위어 상에 마련한다. 따라서, 강한 회전류를 용융물 중에 형성하여 아르곤 기체와 반복 접촉시키며 개재물을 효과적으로 제거하면서, 강한 회전류와 아르곤 기체 주입에 의한 나탕면에 불활성 분위기를 형성하여 용융물 오염을 막을 수 있다.
본 발명의 상기 실시 예는 본 발명의 설명을 위한 것이며, 본 발명의 제한을 위한 것이 아님을 주지해야 한다. 또한, 본 발명의 상기 실시 예에 제시된 구성 및 방식들은 서로 결합되거나 교차 적용되어 서로 다른 다양한 형태로 변형될 것이고, 이러한 변형 예들을 본 발명의 범주로 볼 수 있음을 주지해야 한다. 결국, 본 발명은 청구범위 및 이와 균등한 기술적 사상의 범위 내에서, 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 본 발명이 해당하는 기술 분야의 업자는 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시 예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (26)

  1. 내부가 상측으로 개방되고, 상부에 용융물 주입부가 마련되며, 바닥부의 적어도 일측에 홀이 형성되는 용기;
    상기 용융물 주입부에서 상기 홀 측으로 이격되어 설치되는 유도부재; 및
    상기 유도부재에서 상기 용융물 주입부 측으로 이격되고, 상기 바닥부에 설치되는 기체 주입부;를 포함하는 용융물 처리장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 유도부재는,
    상기 용융물 주입부에서 상기 홀 측으로 이격되고 상기 바닥부에서 이격되어 설치되는 제1부재;를 포함하는 용융물 처리장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 유도부재는,
    상기 제1부재에서 상기 홀 측으로 이격되고 상기 바닥부에 접촉되어 설치되는 제2부재;를 포함하는 용융물 처리장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 기체 주입부는,
    상기 제1부재에서 상기 용융물 주입부 측으로 이격되거나, 또는, 상기 제2부재에서 상기 제1부재 측으로 이격되어 설치되는 용융물 처리장치.
  5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 하나에 있어서,
    폭 방향으로 연장되고 내부가 하측으로 개방되며, 상기 유도부재 및 상기 기체 주입부를 마주보도록 상기 용기의 상부에 설치되는 챔버부;를 포함하는 용융물 처리장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 유도부재, 상기 기체 주입부, 상기 챔버부 및 상기 홀 각각은 복수개 구비되어 상기 용융물 주입부를 중심으로 길이 방향의 양측에 위치하는 용융물 처리장치.
  7. 청구항 2 내지 청구항 4 중 어느 하나에 있어서,
    상기 기체 주입부는,
    폭 방향으로 연장되고, 상기 바닥부의 상면에 돌출되며, 상기 제1부재의 하면보다 높이가 낮은 용융물 처리장치.
  8. 청구항 2 내지 청구항 4 중 어느 하나에 있어서,
    상기 기체 주입부는,
    상기 용융물 주입부보다 상기 제1부재에 상대적으로 가깝게 위치하는 용융물 처리장치.
  9. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 하나에 있어서,
    상기 기체 주입부는,
    상기 바닥부 상에 설치되고, 상면에 슬릿이 형성되는 블록;
    상기 슬릿에 연통하는 기체 주입관; 및
    상기 기체 주입관에 장착되며, 상기 기체 주입관의 개도 및 개폐 방식을 제어하는 제어밸브;를 포함하는 용융물 처리장치.
  10. 청구항 5에 있어서,
    상기 챔버부는,
    폭 방향으로 연장되는 리드부;
    폭 방향으로 연장되고, 상기 제1부재를 중심으로 길이 방향의 양측에 이격되어 상기 리드부의 하면에 각각 장착되며, 상기 용기의 길이 방향 양 측벽에 접촉되거나 이격되는 벽체부들;
    길이 방향으로 연장되고, 상기 리드부의 폭 방향 양측 가장자리에 각각 장착되며, 상기 벽체부들을 연결하는 플랜지부들;을 포함하는 용융물 처리장치.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 벽체부들은,
    상기 기체 주입부에서 상기 용융물 주입부 측으로 이격되도록 위치하는 제1벽체부; 및
    상기 제2부재의 상측에 이격되어 위치하는 제2벽체부;를 포함하는 용융물 처리장치.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 제1벽체부는, 하면이 상기 제1부재의 상면보다 높이가 높게 형성되며, 상기 용기의 내부로 주입된 용융물에 의하여 침지 가능한 용융물 처리장치.
  13. 청구항 11에 있어서,
    상기 제2벽체부는, 하면이 상기 제1부재의 상면보다 높이가 낮게 형성되며, 상기 용기의 내부로 주입된 용융물에 의하여 침지 가능한 용융물 처리장치.
  14. 청구항 11에 있어서,
    상기 제2벽체부는, 상기 제1벽체부를 마주보는 일면에 경사면, 수직면, 곡면 및 오목홈 중 적어도 어느 하나가 형성되는 용융물 처리장치.
  15. 청구항 5에 있어서,
    기체를 공급 가능하도록 형성되며 상기 챔버부를 관통하여 내부에 연통하는 공급관, 및 기체를 배기 가능하도록 형성되며 상기 챔버부를 관통하여 내부에 연통하는 배기관, 중 적어도 어느 하나를 포함하는 용융물 처리장치.
  16. 청구항 5에 있어서,
    상기 챔버부를 승강 가능하게 지지하며 상기 용기의 내부로 주입된 용융물의 상면 높이에 따라 상기 챔버부의 높이를 조절하는 제1작동부, 및 상기 챔버부를 슬라이드 가능하게 지지하며 상기 용기의 내부로 주입된 용융물의 나탕면 발생 위치에 따라 길이 방향으로 상기 챔버부의 위치를 조절하는 제2작동부, 중 적어도 어느 하나를 포함하는 용융물 처리장치.
  17. 청구항 4에 있어서,
    상기 제1부재에서 상기 기체 주입부의 반대측으로 이격되고, 상기 바닥부에 설치되는 제2기체 주입부;를 더 포함하는 용융물 처리장치.
  18. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 하나에 있어서,
    상기 용융물 주입부는, 용강이 통과 가능하도록 형성되고, 연속주조 설비의 래들에 탈착 가능하게 장착되는 용융물 처리장치.
  19. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 하나에 있어서,
    상기 기체 주입부를 통하여 상기 용기의 내부로 주입되는 기체는 불활성 기체를 포함하는 용융물 처리장치.
  20. 내부가 상측으로 개방되고, 바닥부에 홀이 형성되며, 상부에 용융물 주입부가 마련되고, 상기 홀과 용융물 주입부 사이에 유도부재가 마련된 용기를 준비하는 과정;
    용융물을 상기 용기의 내부에 주입하는 과정;
    상기 유도부재의 상부로 상기 용융물을 범람시키는 과정;
    기체 주입부를 통하여, 상기 유도부재와 상기 용융물 주입부 사이의 용기 내부로 기체를 주입하며 상기 용융물의 회전류를 형성하는 과정;을 포함하는 용융물 처리방법.
  21. 청구항 20에 있어서,
    챔버부를 이용하여, 상기 용기의 내부로 주입된 기체에 의한 용융물의 나탕면 발생 위치를 감싸는 영역에 진공 분위기 또는 불활성 분위기를 형성하는 과정;을 포함하는 용융물 처리방법.
  22. 청구항 20에 있어서,
    상기 회전류를 형성하는 과정은,
    상기 유도부재에 대한 상기 기체 주입부의 기체 주입 위치를 조절하여, 상기 회전류의 유동 방향과 회전수 중 적어도 어느 하나를 제어하는 과정;을 포함하는 용융물 처리방법.
  23. 청구항 20에 있어서,
    상기 회전류를 형성하는 과정은,
    상기 기체 주입부에 의한 기체 주입 방식을 연속 방식 및 단속 방식 중 적어도 하나의 방식으로 제어하는 과정;을 포함하는 용융물 처리방법.
  24. 청구항 21에 있어서,
    상기 회전류를 형성하는 과정은,
    상기 용융물에 대한 상기 챔버부의 침지 높이를 조절하여, 상기 유도부재의 상부를 범람하여 상기 홀 측으로 유동하는 용융물의 유량과, 상기 유도부재의 상부를 범람하여 상기 기체 주입부 측으로 유동하는 용융물의 유량을 각각 제어하는 과정;을 포함하는 용융물 처리방법.
  25. 청구항 20에 있어서,
    상기 회전류를 형성하는 과정은,
    제2 기체 주입부를 통하여, 상기 기제 주입부와 상기 유도부재 사이의 용기 내부로 기체를 주입하며 상기 회전류의 유동 방향과 회전수 중 적어도 하나를 제어하는 과정;을 포함하는 용융물 처리방법.
  26. 청구항 20 내지 청구항 25 중 어느 하나에 있어서,
    상기 용융물은 용강을 포함하고,
    상기 기체는 불활성 기체를 포함하는 용융물 처리방법.
PCT/KR2016/013628 2016-06-08 2016-11-24 용융물 처리장치 및 용융물 처리방법 WO2017213311A1 (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018564322A JP2019517392A (ja) 2016-06-08 2016-11-24 溶融物の処理装置及び溶融物の処理方法
EP16904744.6A EP3470149A1 (en) 2016-06-08 2016-11-24 Melt treating apparatus and melt treating method
CN201680086516.XA CN109311084A (zh) 2016-06-08 2016-11-24 熔体处理装置和熔体处理方法

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2016-0071229 2016-06-08
KR1020160071229A KR101834216B1 (ko) 2016-06-08 2016-06-08 용융물 처리장치 및 용융물 처리방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2017213311A1 true WO2017213311A1 (ko) 2017-12-14

Family

ID=60577983

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2016/013628 WO2017213311A1 (ko) 2016-06-08 2016-11-24 용융물 처리장치 및 용융물 처리방법

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP3470149A1 (ko)
JP (1) JP2019517392A (ko)
KR (1) KR101834216B1 (ko)
CN (1) CN109311084A (ko)
WO (1) WO2017213311A1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114606442A (zh) * 2022-03-07 2022-06-10 上海大学 一种高密度纳米氧化物ods钢的制备装置和方法
CN114734031A (zh) * 2022-04-11 2022-07-12 成都先进金属材料产业技术研究院股份有限公司 真空感应炉浇注流槽及真空感应熔炼的浇注方法

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101949698B1 (ko) 2017-07-14 2019-02-19 주식회사 포스코 용융물 처리 장치
CN110947921B (zh) * 2018-09-27 2021-05-14 宝山钢铁股份有限公司 一种可过滤钢中夹杂物的中间包控流系统
KR102157597B1 (ko) * 2018-11-30 2020-09-18 주식회사 포스코 용강 재산화 방지장치
CN218693828U (zh) 2021-05-07 2023-03-24 维苏威美国公司 用于连续金属浇铸的中间包

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07268437A (ja) * 1994-03-31 1995-10-17 Kawasaki Steel Corp セラミックフィルタ板による溶融金属中の非金属介在物除去方法および装置
US5551672A (en) * 1995-01-13 1996-09-03 Bethlehem Steel Corporation Apparatus for controlling molten metal flow in a tundish to enhance inclusion float out from a molten metal bath
KR20090126625A (ko) * 2008-06-04 2009-12-09 주식회사 포스코 용강 유동 유도형 턴디쉬 및 이를 이용한 연속주조방법
KR20120033102A (ko) * 2010-09-29 2012-04-06 현대제철 주식회사 턴디쉬의 용강 개재물 제거장치
KR20130076187A (ko) 2011-12-28 2013-07-08 주식회사 포스코 용강유동 제어장치와 이를 포함하는 연속 주조 장치 및, 연속 주조 방법
KR20130119252A (ko) * 2012-04-23 2013-10-31 포항공과대학교 산학협력단 용융금속 정련장치 및 이를 이용한 정련 방법
KR20150073449A (ko) 2013-12-23 2015-07-01 주식회사 포스코 용강 처리 장치

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5853357A (ja) * 1981-09-24 1983-03-29 Nippon Steel Corp 連続鋳造用タンデツシユ
JPS58212848A (ja) * 1982-06-07 1983-12-10 Nippon Kokan Kk <Nkk> 連続鋳造用タンデイツシユ
ES8700589A1 (es) * 1984-12-18 1986-10-16 Nippon Steel Corp Tolva para la colada continua de un acero facil de trabajar con maquina
JPS61152369U (ko) * 1985-02-22 1986-09-20
CA2170530A1 (en) * 1993-08-28 1995-03-09 Michael Robert Clark Purifying molten metal
JP4000808B2 (ja) * 2001-10-10 2007-10-31 住友金属工業株式会社 溶融金属の精錬方法
JP2006035272A (ja) * 2004-07-27 2006-02-09 Jfe Steel Kk 連続鋳造用タンディッシュにおける介在物除去方法および連続鋳造用タンディッシュ

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07268437A (ja) * 1994-03-31 1995-10-17 Kawasaki Steel Corp セラミックフィルタ板による溶融金属中の非金属介在物除去方法および装置
US5551672A (en) * 1995-01-13 1996-09-03 Bethlehem Steel Corporation Apparatus for controlling molten metal flow in a tundish to enhance inclusion float out from a molten metal bath
KR20090126625A (ko) * 2008-06-04 2009-12-09 주식회사 포스코 용강 유동 유도형 턴디쉬 및 이를 이용한 연속주조방법
KR20120033102A (ko) * 2010-09-29 2012-04-06 현대제철 주식회사 턴디쉬의 용강 개재물 제거장치
KR20130076187A (ko) 2011-12-28 2013-07-08 주식회사 포스코 용강유동 제어장치와 이를 포함하는 연속 주조 장치 및, 연속 주조 방법
KR20130119252A (ko) * 2012-04-23 2013-10-31 포항공과대학교 산학협력단 용융금속 정련장치 및 이를 이용한 정련 방법
KR20150073449A (ko) 2013-12-23 2015-07-01 주식회사 포스코 용강 처리 장치

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3470149A4 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114606442A (zh) * 2022-03-07 2022-06-10 上海大学 一种高密度纳米氧化物ods钢的制备装置和方法
CN114734031A (zh) * 2022-04-11 2022-07-12 成都先进金属材料产业技术研究院股份有限公司 真空感应炉浇注流槽及真空感应熔炼的浇注方法
CN114734031B (zh) * 2022-04-11 2023-12-15 成都先进金属材料产业技术研究院股份有限公司 真空感应炉浇注流槽及真空感应熔炼的浇注方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN109311084A (zh) 2019-02-05
KR101834216B1 (ko) 2018-03-05
EP3470149A4 (en) 2019-04-17
EP3470149A1 (en) 2019-04-17
KR20170138860A (ko) 2017-12-18
JP2019517392A (ja) 2019-06-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2017213311A1 (ko) 용융물 처리장치 및 용융물 처리방법
KR101795470B1 (ko) 주조장치 및 주조방법
WO2017078336A1 (ko) 용강 처리 장치 및 방법
KR101914084B1 (ko) 용융물 처리장치
KR101794599B1 (ko) 가스 취입 부재 및 이를 이용한 용융물 처리 장치
WO2019031661A1 (ko) 주조 설비 및 주조 방법
US3700026A (en) Ingot casting apparatus
KR101818156B1 (ko) 용융물 처리 방법
WO2019124858A1 (ko) 유동 제어장치 및 유동 제어방법
JPS5973173A (ja) 溶鋼の中継ぎ鋳込み方法および装置
WO2018088753A1 (ko) 주조설비 및 이를 이용한 주조방법
KR101914089B1 (ko) 용융물 처리장치 및 용융물 처리방법
KR100417692B1 (ko) 무산화 주조를 위한 턴디쉬 내부의 부상형 밀폐장치
WO2019013568A1 (ko) 용융물 처리 장치
KR200166037Y1 (ko) 조괴시 용강의 재산화 방지장치
JP2018161663A (ja) スライディングノズル、下部プレート、下部ノズル及び溶鋼の給湯方法
KR20150069272A (ko) 연속 주조 설비 및 이를 이용한 주조 제어 방법
JPH10314901A (ja) 連続鋳造の鋳造開始時における溶鋼の空気酸化防止方法
KR200384696Y1 (ko) 주조설비용 순간부상형 슬래그 유입방지장치
JP4066797B2 (ja) 真空脱ガス処理方法
KR101974335B1 (ko) 노즐 주입구 지금 제거 장치 및 이를 이용하는 노즐 주입구 지금 제거방법
RU1806036C (ru) Способ обработки струи металла при разливке
KR101329408B1 (ko) 실리콘의 일방향 응고장치
JPH05318027A (ja) 鋳造方法
KR101477268B1 (ko) 진공 탈가스 장치

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 16904744

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2018564322

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2016904744

Country of ref document: EP

Effective date: 20190108