KR100804995B1 - An apparatus having flow path in lower plate for preventing re-oxydation of molten iron - Google Patents
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Abstract
본 발명은 연속 주조시 턴디쉬에서 몰드 내부로 용강을 주입하는 유로중에서, 몰드내의 용강 량을 제어하는 카셋트의 하부 플레이트 밀착면과 침지노즐 상부면간의 외부공기 흡입을 방지하여 용강의 재산화를 효과적으로 방지하는 용강 재산화 방지 장치에 관한 것이다.The present invention prevents the intake of external air between the contact surface of the lower plate of the cassette and the upper surface of the immersion nozzle to control the amount of molten steel in the mold during continuous casting, thereby effectively reoxidizing molten steel. It relates to a molten steel anti-oxidation prevention device.
본 발명은, 하부 플레이트의 하면에는 침지노즐의 상면과 상호 작용하여 용강이 토출되는 중앙 구멍의 주위를 에워싸는 밀폐홈을 형성하고, 상기 밀폐홈으로는 불활성 가스 주입구와 불활성 가스 배출구를 형성하여 상기 밀폐홈을 따라서 불활성 가스가 흐르도록 함으로써 상기 하부 플레이트와 침지노즐의 경계면에 분포하는 공기를 불활성 가스와 함께 밀폐홈을 따라서 배출시켜 용강으로의 혼입을 방지하고, 용강 재산화를 방지하는 하부플레이트내에 배출형 유로를 갖춘 용강 재산화 방지 장치를 제공한다.According to the present invention, a lower surface of the lower plate interacts with an upper surface of the immersion nozzle to form a sealed groove surrounding the center hole through which molten steel is discharged, and the closed groove is formed by forming an inert gas inlet and an inert gas outlet. By letting inert gas flow along the groove, the air distributed at the interface between the lower plate and the immersion nozzle is discharged along the closed groove along with the inert gas to prevent mixing into the molten steel and to discharge the molten steel into the lower plate. Provide molten steel anti-oxidation device with flow path.
연속주조설비, 턴디쉬, 몰드, 용강의 재산화, 침지노즐, 하부 플레이트Continuous casting equipment, tundish, mold, regeneration of molten steel, immersion nozzle, bottom plate
Description
제 1도는 일반적인 연주공정에서 턴디쉬로 부터 몰드내로 용강 유입을 나타낸 일부 1 is a part showing the molten steel flow into the mold from the tundish in the general playing process
절개 사시도; Incision perspective view;
제 2도는 종래의 기술에 따른 하부플레이트의 구성을 도시한 사시도로서,2 is a perspective view showing the configuration of a lower plate according to the prior art,
a)도는 외관 구조도, b)도는 일부 절개 구조도; a) is an appearance structure diagram, b) is a partial cutaway structure diagram;
제 3도는 본 발명에 따른 용강 재산화 방지 장치를 도시한 사시도;3 is a perspective view showing an apparatus for preventing molten steel reoxidation according to the present invention;
제 4도는 본 발명에 따른 용강 재산화 방지 장치에 갖춰진 하부플레이트의 구성을 4 is a configuration of the lower plate provided in the molten steel anti-oxidation device according to the present invention
도시한 사시도로서, As a perspective view,
a)도는 일부 절개 구조도, b)도는 종단면도, a) is a partial cutaway structure diagram, b) is a longitudinal cross-sectional view,
c)도는 평면도; c) a plan view;
제 5도는 본 발명에 따른 용강 재산화 방지 장치에 갖춰진 배출형 하부플레이트 장 5 is a discharge type lower plate sheet equipped in the molten steel anti-oxidation device according to the present invention
치의 동작 설명도; Operation diagram of the tooth;
제 6도는 수모델 시험에 의한 침지노즐의 내부 압력 분포를 나타낸 그래프도이다.6 is a graph showing the internal pressure distribution of the immersion nozzle by the water model test.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명> <Description of the symbols for the main parts of the drawings>
5...... 중앙 구멍 10..... 밀폐홈5 ......
20..... 불활성 가스 주입구 30..... 상기 불활성 가스 배출구
20 .....
32..... 압력조절밸브 33..... 압력게이지32 .....
34..... 자동차단밸브 35..... 유량조절밸브34 ..... shut-off
36..... 가스히터 37..... 가스 공급관36 .....
40..... 가스 공급부 50..... 가스 회수부40 .....
52..... 도관 54..... 가스 회수탱크52 .....
100.... 턴디쉬(Tundish) 102..... 용강100 .... Tundish 102 .... Molten Steel
120.... 몰드(Mold) 130.... 상부노즐(Upper Nozzle)120 .... Mold 130 .... Upper Nozzle
140.... 카셋트 장치(140) 142.... 상부 플레이트(Upper Plate)140 .... cassette device (140) 142 ... upper plate
145.... 중간플레이트(Middle Plate) 148.... 하부플레이트(Lower Plate)145 .... Middle Plate 148 .... Lower Plate
155.... 유압실린더155 .... Hydraulic cylinder
본 발명은 연속주조설비에서 용강 재산화를 방지하기 위한 장치에 관한 것으로, 보다 상세히는 연속 주조시 턴디쉬에서 몰드 내부로 용강을 주입하는 유로중에서, 몰드내의 용강량을 제어하는 카셋트의 하부 플레이트 밀착면과 침지노즐 상부면간의 외부공기 흡입을 방지하여 용강의 재산화를 효과적으로 방지하는 용강 재산화 방지 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for preventing molten steel reoxidation in a continuous casting facility, and more particularly, in the flow path for injecting molten steel into the mold from the tundish during continuous casting, the bottom plate of the cassette for controlling the molten steel in the mold The present invention relates to a molten steel reoxidation prevention device that effectively prevents reoxidation of molten steel by preventing external air suction between the surface and the upper surface of the immersion nozzle.
일반적으로 제철소의 연주설비에서는 제 1도의 사시도에서와 같이, 턴디쉬(Tundish)(100)에서 몰드(Mold)(120)내로 용강을 주입시, 턴디쉬(100)에 있 는 용강(102)은 턴디쉬(100)과 연결된 상부노즐(Upper Nozzle)(130)과 용강(102)의 흐름(Flow)을 제어(Control)하는 카셋트 장치(140) 및, 용강을 몰드(120)내로 주입시키는 침지노즐(150)을 통하여 하향으로 흐르게 되어 연속주조된다.In general, in the performance equipment of the steel mill, when molten steel is injected into the
이와 같은 연속주조설비에서 용강의 흐름을 제어하는 카셋트(140) 장치에는 상부 플레이트(Upper Plate)(142), 중간플레이트(Middle Plate)(145), 하부플레이트(Lower Plate)(148)들을 구비하고 있으며 이들은 서로 적정한 면 접촉압력으로 조립되어지고, 상기 카셋트(140)의 상부측으로는 불활성 가스 공급관(141)들이 구비되어 아르곤 가스가 공급되어 진다.The
용강(102)의 유량 조절은 중간플레이트(145)에 연결된 유압실린더(155)와 전기적인 PLC(60)에 의해 상기 중간플레이트(145)를 동작시킴으로서 자동으로 제어된다. The flow rate control of the
상기 하부플레이트(148)와 침지노즐(150)의 결합은 카셋트(140)에 부착된 판스프링(158)에 의해 이루어지고, 주조중 턴디쉬(100)에서 침지노즐 토출구(150a)까지 용강의 흐르는 유속에 의해 침지노즐(150) 내부에는 부정압(Nagative Pressure)이 발생하게 된다.The combination of the
이러한 부정압은 첫째, 주조 속도가 빠를수록 크고, 둘째, 카셋트(140)내의 중간플레이트(145)의 움직임이 클수록 제 6도에 나타난 수모델 시험 결과와 같이, 침지노즐(150) 내부의 유속이 빨라져 부정압은 더욱 커지게 된다.This negative pressure is the first, the faster the casting speed, the second, the larger the movement of the
이러한 침지노즐(150)내의 부정압은 제 6도에 나타난 도표에서 알수 있듯이, 턴디쉬 상부노즐(130)로부터 300mm 지점에서 중간 플레이트(145)의 개도가 대략 64%일때 부정압이 -1500mmAq 로 가장 크게 발생하며, 중간 플레이트(145)의 개도에 따라 서도 부정압이 변화하는 것을 알 수 있다. As shown in the diagram shown in FIG. 6, the negative pressure in the
상기와 같이 침지노즐(150)내에서의 용강 흐름으로 인하여 부정압이 발생되면, 하부플레이트(148)와 침지노즐(150)의 상부면(150b) 사이로 대기중의 공기가 흡입되는 것을 방지하고자 불활성 가스를 침지노즐 주위에 공급하게 된다.When a negative pressure is generated due to the flow of molten steel in the
즉, 제 2도에 도시된 바와 같이, 하부플레이트(148)에는 일측으로 주입 연결구(170)가 형성되고, 상기 주입 연결구(170)로 부터 공급되는 불활성가스(Ar)를 공급하기 위한 주입구(172)를 갖추며, 상기 주입구(172)에 연결되는 원형의 밀폐홈(174)과 연결시켜주는 관통구(176)를 구비하여 주입연결구(170)로부터 불활성가스를 공급하고, 밀폐홈(174)에는 항상 일정한 압력의 불활성 가스를 채우는 방법으로 외부공기의 흡입을 차단하여 재산화 방지를 도모하였다.That is, as shown in FIG. 2, an
그러나, 주조중 하부플레이트(148)의 열변형에 의한 균열(Thermal Expansion Crack)이나 변형(Bending)등으로 인해 다음과 같은 문제점이 있었다.However, there were the following problems due to thermal expansion cracking or bending due to thermal deformation of the
즉, 종래의 기술은, 첫째 주조작업중 용강의 재산화(Reoxidation)가 발생되며, 이는 주로 하부플레이트(148)와 침지노즐(150)사이에서 발생하고, 발생 메카니즘(Mechanism)은 주조중 고온의 용강에 의한 하부플레이트(148)의 열변형이 이루어지면 이러한 열변형에 의한 균열이 발생하거나, 하부 플레이트의 휘어짐(Bending)으로 주조중 용강의 흐름에 의해 발생된 부정압(Negative Pressure)에 의해 공기 혼입을 유발시킴으로써 용강(102)을 재산화시킨다.That is, in the prior art, reoxidation of molten steel occurs during the first casting operation, which mainly occurs between the
그 둘째로는, 몰드(120)내의 용강유동변화(Flow Pattern)이다. 상기에서 언급한 균열(Crack)이나 휘어짐(Bending)으로 기인된 공기 또는 불활성가스(Ar)가 몰드(120) 내의 용강유동을 개재물 부상분리에 유리한 이중 롤 흐름방식(Double Roll Flow)에서 개재물의 침투깊이를 깊게하고 몰드(120)탕면을 불안정하게 하는 단일 롤 흐름방식(Single Roll Flow)으로 변화시켜 재산화된 개재물(Al2O3) 과 Ar가스 기포의 깊이를 깊게하여 제강성 결함을 유발하는 문제점이 있었다.Secondly, there is a flow pattern of molten steel in the
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 침지노즐내에서의 용강 흐름으로 인하여 부정압이 발생되어도 몰드내로 불활성가스 및 외부공기 흡입을 효과적으로 방지하는 것에 의해서 연속주조 작업중 안정된 조업이 이루어지도록 하고, 용강의 재산화를 효과적으로 방지하는 용강 재산화 방지 장치를 제공함에 그 목적이 있다.The present invention is to solve the conventional problems as described above, stable operation during the continuous casting operation by effectively preventing the inert gas and external air intake into the mold even if the negative pressure is generated due to the flow of the molten steel in the immersion nozzle The purpose of the present invention is to provide a molten steel anti-oxidation device which effectively prevents the reoxidation of molten steel.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 연속주조설비의 턴디쉬로 부터 몰드내로 주입되어지는 용강의 재산화를 방지하기 위한 장치에 있어서, 하부 플레이트의 하면에는 침지노즐의 상면과 상호 작용하여 용강이 토출되는 중앙 구멍의 주위를 에워싸는 밀폐홈을 형성하고, 상기 밀폐홈으로는 불활성 가스 주입구와 불활성 가스 배출구를 형성하여 상기 밀폐홈을 따라서 불활성 가스가 흐르도록 함으로써 상기 하부 플레이트와 침지노즐의 경계면에 분포하는 공기를 불활성 가스와 함께 밀폐홈을 따라서 배출시켜 용강으로의 혼입을 방지하고, 용강 재산화를 방지함을 특징으로 하는 하부플레이트내에 배출형 유로를 갖춘 용강 재산화 방지 장치를 마련함에 의한다.In order to achieve the above object, the present invention, in the device for preventing the reoxidation of molten steel that is injected into the mold from the tundish of the continuous casting equipment, the lower surface of the lower plate to interact with the upper surface of the immersion nozzle An airtight groove is formed around the central hole through which molten steel is discharged, and an inert gas inlet and an inlet gas outlet are formed as the sealed groove so that inert gas flows along the sealed groove so that the interface between the lower plate and the immersion nozzle is formed. By discharging the air distributed in the air along the sealed groove along with the inert gas to prevent mixing into the molten steel, and to prevent molten steel reoxidation, by providing a molten steel reoxidation prevention device having a discharge-type flow path in the lower plate .
이하, 본 발명을 도면에 따라서 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.
본 발명에 따른 용강 재산화 방지 장치(1)는 도 3및 도 4에 상세히 도시된 바와 같이, 하부 플레이트(148)의 하면(148a)에는 침지노즐(150)의 상면(150b)과 상호 작용하여 용강이 토출되는 중앙 구멍(5)의 주위를 에워싸는 밀폐홈(10)을 형성하고, 상기 밀폐홈(10)으로는 불활성 가스 주입구(20)와 불활성 가스 배출구(30)를 형성하고 있다.3 and 4, the molten
그리고, 상기 불활성 가스 주입구(20)로 불활성가스를 공급하는 가스 공급부(40)와, 상기 불활성 가스 배출구(30)로 부터 가스를 회수하는 가스 회수부(50)등을 구비하고, 턴디쉬(100)의 중량에 따라 불활성가스 공급과 차단을 지시하는 제어부(70)를 구비하고 있다.And a
상기 카셋트 장치(140)의 하부 플레이트(148)에 불활성가스를 공급하기 위한 가스 공급부(40)는 제 3도에 도시된 바와 같이, 압력조절밸브(32), 압력게이지(33), 자동차단밸브(34), 유량조절밸브(35), 가스히터(36)순으로 가스 공급관(37)상에 장착되어 가스 주입구(20)에 일체로 연결되어 있다.
그리고, 상기 밀폐홈(10)은 제 4도에 도시한 바와 같이, 불활성가스 주입구(20)에 유입관(12)을 통하여 연통되어 있으며, 상기 불활성 가스 배출구(30)에는 배출관(16)을 통하여 연통되며, 밀폐홈(10)의 대부분은 하부 플레이트(148)의 중앙 구멍(5) 주위에서 외측으로 개방되어 있는 끊어진 도우넛 형으로 가공되어 있다. 따라서, 상기 밀폐홈(10)은 침지노즐(150)의 평편한 상부면(150b)에 하부 플레이트(148)가 접촉되는 경우, 침지노즐(150)의 상면(150b)에 상호작용하여 외부와 차단됨으로서 밀폐홈(10)이 유로를 형성한다. As shown in FIG. 4, the sealed
한편, 상기 불활성 가스 주입구(20)는 밀폐홈(10)의 시작부와 유입관(12)과 주입 관통구(14)를 통해 연결되어 있고, 밀폐홈(10)의 끝은 배출관(16)과 배출 관통구(18)를 통해 연결되어 있으며, 상기 가스 주입구(20)와 유입관(12), 그리고 배출구(30)와 배출관(16)들은 각각 용접 일체형으로 이루어진다.On the other hand, the
그리고, 불활성 가스 배출구(30)로 부터 가스를 회수하는 가스 회수부(50)는 상기 가스 배출구(30)에 연결된 도관(52)을 갖추고, 상기 도관(52)의 끝단에는 가스 회수탱크(54)를 구비하고 있다. 또한, 상기 턴디쉬(100)의 중량에 따라 불활성가스 공급과 차단을 지시하는 제어부(70)는 턴디쉬 중량을 체크하는 로드셀(72)과 제어를 통제하는 PLC(74)등을 구비하고 있다.In addition, the
이와 같이 구성된 본 발명의 작용 및 효과에 관하여 설명하면 다음과 같다 .Referring to the operation and effects of the present invention configured as described above are as follows.
제 1도에 도시된 바와 같이, 턴디쉬(100)내로 용강이 채워지면 턴디쉬(100)의 하중이 크게 되고, 이는 제어부(70)에 갖춰진 로드셀(72)에 의해 중량이 PLC(74)로 전달되고, PLC(74)는 설정된 압력값에 따라 가스 공급부(40)의 압력조절밸브(32)를 설정값에 맞게 조절시킨다. 그리고, 가스히터(36)의 전원을 투입시킴과 동시에 차단밸브(34)를 열게 된다.As shown in FIG. 1, when molten steel is filled into the
이에 따라서, 유량조절밸브(35)에 설정된 량만큼의 불활성가스(Ar)를 가스히터(36)로 공급되게 하고, 가스히터(36)에 의해 가열된 불활성가스는 하부플레이트(148)의 불활성 가스 주입구(20)를 통과하여 유입관(12)으로 흐르고, 밀폐홈(10)의 시작부 를 통과하여 밀폐홈(10)을 선회하면서 밀폐홈(10) 끝부분을 통해 배출구(30)와 연결된 배출관(16)을 거쳐 흘러가면서, 하부플레이트(148)과 침지노즐(150)의 상부면(150b) 사이의 외부공기를 불활성 가스와 함께 가스 회수부(50)측의 가스 회수탱크(54)로 배출시켜 용강으로의 유입을 차단하게 된다.Accordingly, the inert gas Ar is supplied to the
즉, 상기 배출구(30)에는 가스회수 탱크(54)가 연결되어 밀폐홈(10)을 선회한 불활성가스와 밀폐홈(10) 주변의 공기의 흐름을 쉽게 유도하여 배출시키기 때문에, 외부공기의 유입시, 이를 불활성가스와 함께 방출시키고 하부플레이트(148)와 침지노즐 상부면(150b)사이에서 침지노즐(150)내부로의 불활성가스와 공기의 유입을 방지시키는 작용을 하게 된다. 또한, 턴디쉬(100)에 용강이 없을 시에는 이러한 턴디쉬의 중량이 턴디쉬 로드셀(72)에 의해 감지되고, PLC(74)로 전달되며, 그에 따라서 제어부(70)의 PLC(74)는 가스히터(36)의 전원을 차단하고, 차단밸브(34)를 닫으므로써 전력 및 불활성가스를 절약시키는 작용을 하게 된다.That is, since the
상기에서와 같이, 본 발명에 의하면 하부플레이트(148)와 침지노즐 상부면(150b)사이에서 불활성 가스의 배출 유로를 형성함으로써 그 주변의 공기를 불활성 가스와 함께 배출시켜 몰드(120)내부로의 외부 공기흡입을 차단하는 것이다. 따라서, 용강의 재산화를 방지하고, 몰드(120)내부로 유입되는 불활성 가스량을 줄여줌으로써 몰드(120)내에서의 용강유동을 크게 하여 개재물의 침투깊이를 깊게 하고, 몰드(120)의 탕면을 불안정하게 하는 현상을 제거하여 연속주조 작업중 안정된 조업이 이루어지도록 하는 효과가 얻어진다.As described above, according to the present invention by forming the discharge flow path of the inert gas between the
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