KR930006046Y1 - Apparatus for preventing slag mixing - Google Patents
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Abstract
내용없음.None.
Description
제1도는 슬래그 유출구가 형성된 종래 턴디쉬의 단면개략도.1 is a cross-sectional schematic view of a conventional tundish with a slag outlet.
제2도는 아르곤 취입상자가 침적되어 있는 종래의 턴디쉬의 단면 개략도.2 is a schematic cross-sectional view of a conventional tundish in which argon blow boxes are deposited.
제3도는 가스취입장치가 구비되어 있는 종래의 턴디쉬의 단면개략도.3 is a schematic cross-sectional view of a conventional tundish equipped with a gas blowing device.
제4도는 본 고안의 슬래그 혼입방지 장치가 설치된 턴디쉬의 단면 개략도.Figure 4 is a schematic cross-sectional view of the tundish is installed slag mixing prevention device of the present invention.
제5도는 제4도에 나타난 본 고안의 슬래그 혼입방지 장치를 A-A선을 따라 본 저면도.5 is a bottom view of the slag mixing prevention device of the present invention shown in FIG. 4 along the line A-A.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
1 : 턴디쉬 2 : 슬래그1: tundish 2: slag
3 : 용강 20 : 슬래그 혼입방지장치3: molten steel 20: slag mixing prevention device
21 : 가스분사장치 21a : 가스공급홀21 gas injection device 21a gas supply hole
21b : 취입노즐 22 : 슬래그파쇄기21b: Blowing nozzle 22: Slag crusher
본 고안은 주조시 슬래그 혼입을 방지하는 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 연주공정중 용강을 턴디쉬에서 주형으로 주입할 때 슬래그가 용강과 함께 혼입되는 것을 방지하는 슬래그 혼입방지장치에 관한 것이다.The present invention relates to a device for preventing slag incorporation during casting, and more particularly, to a slag incorporation preventing device that prevents slag from mixing with molten steel when injecting molten steel into a mold during a playing process. .
턴디쉬에서 용강을 주형으로 주입할 때 슬래그가 용강과 함께 혼입되는 것을 방지하는 종래의 대표적인 방법으로는 제1도에서와 같이 슬래그 유출구가 측면에 형성된 턴디쉬를 사용하는 방법, 제2도에서와 같이 주조말기의 용강탕면에 Ar 취입상자를 침적하는 방법, 제3도와 같이 주형 침적노즐을 통하여 불활성 가스를 턴디쉬로 불어넣는 방법등이 있다.As a typical representative method for preventing the slag from being mixed with the molten steel when the molten steel is injected into the mold in the tundish, as shown in FIG. Similarly, there is a method of depositing an Ar blow box on the molten steel surface at the end of casting, and a method of blowing an inert gas into a tundish through a mold deposition nozzle as shown in FIG.
먼저 제1도와 같은 방법을 사용하면 용강(3)과 슬래그(2) 계면사이에서 발생되는 와류(vortex)에 의해 슬래그(2)가 혼입되지 않도록 하기 위하여 턴디쉬(1)의 일정높이에 슬래그 유출구(5)를 설치하여야 하므로 용강의 잔량이 많게 되어 실수율이 떨어지고 또한 주조말기의 슬래그(3) 표면이 어느정도 고체상태로 될 경우 슬래그 유출구(5)가 막힐 우려도 있다. 제2도와 같이 주조말기에 원통형의 가스취입 상자(6)를 침적하여 가스공급관(8)을 통해 Ar과 같은 불활성 기체를 불어 넣고 진공펌프를 이용하여 진공흡인관(9)를 통해 탕면의 슬래그(3)의 내부의 공기를 빼어내는 경우 진공펌프의 설치에 따른 장치가 필요하고 또한 Ar을 취입하는 가스취입 상자(6)를 용강(3)에 침적하기 때문에 내화물로 된 가스취입 상자(6)는 열화되어 손상되므로 교체해 주어야 하는 단점이 있다.First, using the same method as in FIG. 1, the slag outlet at a predetermined height of the tundish 1 in order to prevent the slag 2 from being mixed by the vortex generated between the molten steel 3 and the slag 2 interface. (5) Since the residual amount of molten steel is increased, the error rate decreases, and the slag outlet 5 may be clogged if the slag 3 surface at the end of the casting becomes solid. As shown in FIG. 2, the cylindrical gas blowing box 6 is deposited at the end of the casting, and the inert gas such as Ar is blown through the gas supply pipe 8, and the slag of the hot water surface is passed through the vacuum suction pipe 9 using a vacuum pump. In the case of extracting the air inside the cavities, the apparatus according to the installation of the vacuum pump is required, and the gas blowing box 6 made of refractory material deteriorates because the gas blowing box 6 for blowing Ar is deposited on the molten steel 3. There is a disadvantage to be replaced because it is damaged.
한편 제3도와 같이 가스취입 장치(10)에 의해 불활성 가스를 다공성 침적노즐(11)을 통하여 용강 주입구(4)쪽으로 불어 넣어 와류발생을 억제시키는 경우 와류를 완전히 제거할 수 없으며 용강 중 잔존하는 개재물에 의하여 다공성 침적노즐(11)이 막혀서 불활성 가스가 취입되지 않을 수 있다. 또한 불활성 가스가 용강(3)속으로 들어가기 때문에 용강속에서 부상하지 못하는 잔류 불활성 가스가 주편에 남게되어 핀홀(Pin hole)이나 블로우 홀(Blow hole)등과 같은 주편 결함이 생겨 최종 제품에 악영향을 끼칠수 있다.On the other hand, when the inert gas is blown into the molten steel inlet 4 through the porous deposition nozzle 11 by the gas blowing device 10 to suppress the vortex generation, the vortex cannot be completely removed and the inclusions remaining in the molten steel remain. The porous deposition nozzle 11 may be blocked so that an inert gas may not be blown. In addition, since the inert gas enters the molten steel (3), residual inert gas, which cannot rise in the molten steel, remains on the cast steel, which may cause cast defects such as pin holes or blow holes, which may adversely affect the final product. Can be.
본 고안은 슬래그 파쇄기(slag breaker) 및 가스분사장치로 이루어진 슬래그 혼입방지 장치를 사용하여 응고된 슬래그를 파쇄하고 불활성 가스를 슬래그층위에서 취입하고 주형내부로의 슬래그 혼입을 극소화시켜 용강의 양을 최대로 주입하고자 하는데, 그 목적이 있다.The present invention uses a slag mixing prevention device consisting of a slag breaker and a gas injection device to crush solidified slag, blow inert gas on the slag layer, minimize the slag mixing into the mold, and maximize the amount of molten steel. I want to inject it, but its purpose.
이하, 본 고안에 대하여 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described.
주형 주입구를 통하여 용강을 유출시킬 때 주입구를 중심으로 하는 와류가 발생하며 용강이 턴디쉬 바닥에서 일정높이에 도달하면 와류의 중심부에서 용강과 슬래그 사이의 계면이 깔대기 모양으로 가라않게된다. 이 현상은 용강과 슬래그 깊이, 회전운동, 유출속도 등의 상호결합으로 생기는 복잡한 유체운동이다.When the molten steel flows out through the mold inlet, a vortex occurs around the inlet, and when the molten steel reaches a certain height at the bottom of the tundish, the interface between the molten steel and the slag at the center of the vortex does not fall into a funnel shape. This phenomenon is a complex fluid motion resulting from the mutual coupling of molten steel with slag depth, rotational motion and outflow velocity.
용강의 높이가 낮아지면 용강과 슬래그 사이의 계면은 주형주입구 직상에 위치한 유속(V)이 급격히 빨라진다. 이때 용강과 슬래그 계면에서의 임의 부분은 역학적 에너지 보존법칙인 베르누이식(1)으로 나타낼 수 있다. 즉,As the height of the molten steel decreases, the interface between the molten steel and the slag is rapidly increased at the flow rate (V) located just above the mold inlet. At this time, any part of the molten steel and the slag interface can be represented by Bernoulli's equation (1), which is a law of conservation of mechanical energy. In other words,
Po+ρs·g·Zo+½ ρ1·V2+ρ1·h0-=일정………………(1)Po + ρs · g · Zo + ½ ρ1 · V 2 + ρ1 · h 0- = Constant… … … … … … (One)
여기서here
P0=대기압[Pa]P 0 = atmospheric pressure [Pa]
ρs=슬래그 밀도[㎏/㎡]ρs = slag density [㎏ / ㎡]
ρ1=용강의 밀도[㎏/㎡]ρ1 = density of molten steel [㎏ / ㎡]
g=중력가속도[m/s2]g = gravity acceleration [m / s 2 ]
Z0=슬래그 두께[m]Z 0 = slag thickness [m]
h0=위치수두(용강의 높이)[m]h 0 = Position head (the height of molten steel) [m]
V=용강의 유속[m/s]V = flow rate of molten steel [m / s]
상기식(1)에서 대기압(Po), 슬래그밀도(ρs), 용강의 밀도(ρ1), 중력가속도(g) 및 슬래그 두께(Z0)는 일정한 값이므로 유속이 커진 만큼 위치수두인 용강의 높이가 낮아져야 하기 때문에 결국 용강과 슬래그 계면이 침강하게 되며 일단 계면이 침강하기 시작하면 계면의 형상이 날카로운 V자 모양으로 매우 빠르게 진행되므로 용강과 슬래그가 함께 섞여 주입구를 빠져 나가게 된다. 주조말기에는 용강의 온도가 저하되어 슬래그 표면층이 어느정도 고화되기 때문에 고화된 슬래그층 아래의 액상슬래그가 와류지역으로 빨려들어간다. 따라서 본 고안은 이러한 현상에 의하여 주입구에 슬래그가 혼입되는 것을 막기 위하여 주입구 상단 슬래그 층위에서 슬래그 파쇄기가 부착된 가스분사 장치로 일정 압력의 불활성 가스(아르곤, 질소등)를 분사시켜 슬래그가 와류 지역에서 밀려나는 원리를 이용한 것이다.In equation (1), atmospheric pressure (P o ), slag density (ρs), density of molten steel (ρ1), gravitational acceleration (g), and slag thickness (Z 0 ) are constant values. Because the height must be lowered, eventually the interface between molten steel and slag is settled, and once the interface begins to settle, the shape of the interface proceeds very quickly in a sharp V-shape, so the molten steel and slag are mixed together and exit the inlet. At the end of the casting, the molten steel is lowered and the slag surface layer solidifies to some extent, so that the liquid slag under the solidified slag layer is sucked into the vortex region. Therefore, the present invention injects a constant pressure of inert gas (argon, nitrogen, etc.) into a gas spraying device with a slag crusher on the upper slag layer in order to prevent the slag from entering the inlet by this phenomenon. The principle of being pushed out is used.
이하, 도면을 통해 본 고안을 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention through the drawings in more detail.
본 고안의 슬래그 혼입방지장치(20)는 제4도 및 제5도에 나타난 바와 같이 가스공급홀(21a)이 내부에 구비된 가스분사장치(21)와 이 가스 분사장치(21)의 선단외주연부에 형성된 슬래그 파쇄기(22)를 포함하여 구성되며, 이 슬래그 파쇄기(22)는 다수의 칼날 형태로 이루어져 있다.As shown in FIGS. 4 and 5, the slag mixing prevention device 20 according to the present invention includes a gas injection device 21 having a gas supply hole 21 a therein and a tip outer periphery of the gas injection device 21. It comprises a slag crusher 22 formed in the edge portion, the slag crusher 22 is composed of a plurality of blade forms.
상기 가스분사장치(21)는 가스공급원(도시되어 있지않음)과 연결되어 있고, 상,하이동이 가능하도록 구성되며, 상기 가스공급홀(21a)의 최선단부는 취입노즐(21b)을 형성하게 된다.The gas injection device 21 is connected to a gas supply source (not shown), and is configured to be movable up and down, and the upper end of the gas supply hole 21a forms a blowing nozzle 21b. .
이하, 본 고안의 슬래그 혼입방지 장치를 사용하여 슬래그 혼입을 방지하는 방법에 대하여 설명한다.Hereinafter, a method for preventing slag mixing by using the slag mixing prevention device of the present invention will be described.
제4도에 나타난 바와 같이, 주조말기에 용강(3)이 줄어들어 턴디쉬(1)의 일정높이에 도달하면 슬래그 파쇄기(22)가 부착된 가스분사장치(21)를 주형주입구(4) 직상부 탕면에 오도록 위치시킨다. 그리고, 만일 용강(3)의 온도가 낮아져 슬래그(3) 표면층이 고화되면 가스 분사장치(21)의 하강에 의해서 선단부에 장착된 슬래그 파쇄기(22)가 상부로부터 슬래그층을 깨트려 용강속으로 뚫고 진입하게되고, 그후 가스분사장치(21)를 탕면의 일정높이로 유지시키고 와류(7)가 형성되기 시작하려는 시점에서 불활성 가스를 일정압력으로 분사시키면, 가스분사에 의하여 용강보다 비중이 가벼운 고상 슬래그층은 물론 고상 슬래그 아래의 역상 슬래그가 와류 형성지역 바깥으로 밀리게되어 주입구 직상부의 용강표면은 슬래그층이 덮고 있지 않는 용강만 존재하게 되어 와류에 의한 슬래그 혼입은 방지되고 용강만 주입구를 빠져 나가게 된다. 따라서 본 고안은 용강(3)이 냉각되어 상부의 슬래그층이 고화되어도 칼날형상으로 된 슬래그 파쇄기(22)가 이를 쉽게 뚫고 가스분사장치(21)가 원하는 위치로 쉽게 하강되어 불활성 가스를 분사시키기 때문에 턴디쉬에서 용강이 잔량을 최소화 시키므로써 용강의 실수율이 증가되고 슬래그 혼입이 방지되어 주편의 품질을 향상시킬 수 있다.As shown in FIG. 4, when the molten steel 3 is reduced at the end of the casting to reach a predetermined height of the tundish 1, the gas injection device 21 with the slag crusher 22 is mounted directly on the mold inlet 4. Place it on the floor. Then, if the temperature of the molten steel (3) is lowered and the surface layer of the slag (3) is solidified, the slag crusher 22 mounted at the front end by the lowering of the gas injector 21 breaks the slag layer from the top and drills into the molten steel. After the gas injection device 21 is maintained at a constant height of the water surface and the inert gas is injected at a constant pressure at the time when the vortex 7 starts to form, the solid slag having a specific gravity lower than that of the molten steel by gas injection As well as the layer, the reversed slag under the solid slag is pushed out of the vortex forming region, so that the molten steel surface directly above the inlet port exists only the molten steel which is not covered by the slag layer, preventing the slag mixing by the vortex and leaving the molten steel only the inlet port. do. Therefore, the present invention, even if the molten steel (3) is cooled to solidify the upper slag layer, the slag crusher 22 in the shape of a blade easily penetrates it and the gas injector 21 is easily lowered to a desired position to inject an inert gas. By minimizing the residual amount of molten steel in the tundish, the real rate of molten steel is increased and the slag is prevented from entering, thus improving the quality of cast steel.
상술한 바와 같이, 본 고안은 턴디쉬에서 용강을 주형으로 주입할 때 슬래그가 용강과 함께 혼입되는 것을 방지함으로서 주편터짐 방지, 용강 잔량의 최소화, 주편 품질의 향상등의 효과가 있다.As described above, the present invention prevents slag from being mixed with molten steel when injecting molten steel into a mold in a tundish, thereby preventing cast slab, minimizing molten steel remaining, and improving cast quality.
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WO2015102190A1 (en) * | 2013-12-30 | 2015-07-09 | 주식회사 우진 | Gas injection lance having rotating injecting nozzle, and slag outflow preventing device equipped with same |
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1991
- 1991-12-30 KR KR2019910024901U patent/KR930006046Y1/en not_active IP Right Cessation
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2015102190A1 (en) * | 2013-12-30 | 2015-07-09 | 주식회사 우진 | Gas injection lance having rotating injecting nozzle, and slag outflow preventing device equipped with same |
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