KR101254110B1 - Continuous Casting Apparatus for Manufacturing Double-layered Metal Slab - Google Patents
Continuous Casting Apparatus for Manufacturing Double-layered Metal Slab Download PDFInfo
- Publication number
- KR101254110B1 KR101254110B1 KR1020100133037A KR20100133037A KR101254110B1 KR 101254110 B1 KR101254110 B1 KR 101254110B1 KR 1020100133037 A KR1020100133037 A KR 1020100133037A KR 20100133037 A KR20100133037 A KR 20100133037A KR 101254110 B1 KR101254110 B1 KR 101254110B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- mold
- cast
- continuous casting
- molten metal
- electromagnetic
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Continuous Casting (AREA)
Abstract
본 발명은 복층주편 슬라브 연속주조장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 성분이 다른 두 가지 용융금속을 내부 몰드와 외부 몰드에 노즐을 통하여 공급받아 주조하되, 상기 외부 몰드 외측에는 냉각장치와 전자기 교반 장치가 설치되고, 상기 내부 몰드 내부에는 전자기장 코일이 설치되며 또한 냉각수 순환로가 형성되어 외부 주편과 내부 주편의 조직제어를 가능케 하고, 주편 계면에서는 산화물 등의 생성을 억제하며, 온도 편차가 큰 두 가지 금속이더라도 고 품질의 복층 주편으로 주조가 가능토록 보다 성능이 개선된 복층주편 슬라브 연속 주조장치에 관한 것이다.
본 발명인 복층주편 슬라브 연속 주조장치는, 성분이 다른 용융금속을 노즐을 통하여 공급받아 주조하도록 된 내부 몰드와 외부 몰드를 구비한 복층주편 슬라브 연속 주조장치에 있어서, 상기 외부 몰드 외측에는 냉각장치와 전자기 교반 장치가 설치되고, 상기 내부 몰드는 몰드 내부에 전자기장 코일이 설치되고 냉각수 순환로가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 용융 온도 및 조성이 다른 두 금속의 계면을 제어하고 주편의 조직을 제어할 수 있으며 몰드의 냉각수 및 인가 전자기력 제어를 통하여 주조 속도 및 품질을 제어할 수 있는 효과가 있다. 또한 본 발명은 전자기장을 인가하여 주편의 응고속도와 조직을 제어할 수 있는 내부 몰드와 외부몰드로 구성되어, 복층 주편 내,외부 금속의 접촉 계면이 양호하며 내부 품질이 균일하고 조직이 양호한 복층 주편을 제조할 수 있는 효과가 있다.The present invention relates to a multi-layer slab continuous casting device, and more specifically, two molten metals having different components are cast through a nozzle to an inner mold and an outer mold, and the outer mold is provided with a cooling device and an electromagnetic stirring device. And an electromagnetic coil is installed inside the inner mold, and a cooling water circulation path is formed to enable control of the outer cast and the inner cast, to suppress the formation of oxides at the cast interface, and to provide a large temperature variation. Even if the present invention relates to a multi-layer slab continuous casting device with improved performance so that it can be cast into a high-quality multilayer cast.
In the present invention, the multilayer cast slab continuous casting device is a multilayer cast slab continuous casting device having an inner mold and an outer mold to be cast by receiving a molten metal having a different component through a nozzle, wherein the outer mold outside the cooling device and the electromagnetic The stirring device is installed, the inner mold is characterized in that the electromagnetic field coil is installed in the mold and the cooling water circulation path is formed.
According to the present invention, it is possible to control the interface of the two metals with different melting temperatures and compositions, to control the structure of the cast steel, and to control the casting speed and quality through controlling the cooling water and the applied electromagnetic force of the mold. In addition, the present invention is composed of an inner mold and an outer mold that can control the solidification rate and structure of the cast steel by applying an electromagnetic field, a good contact interface between the inner and outer metal of the multilayer cast, the internal quality is uniform, the multilayer cast There is an effect that can be prepared.
Description
본 발명은 복층주편 슬라브 연속주조장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 성분이 다른 두 가지 용융금속을 내부 몰드와 외부 몰드에 노즐을 통하여 공급받아 주조하되, 상기 외부 몰드 외측에는 냉각장치와 전자기 교반 장치가 설치되고, 상기 내부 몰드 내부에는 전자기장 코일이 설치되며 또한 냉각수 순환로가 형성되어 외부 주편과 내부 주편의 조직제어를 가능케 하고, 주편 계면에서는 산화물 등의 생성을 억제하며, 온도 편차가 큰 두 가지 금속이더라도 고 품질의 복층 주편으로 주조가 가능토록 보다 성능이 개선된 복층주편 슬라브 연속 주조장치에 관한 것이다.The present invention relates to a multi-layer slab continuous casting device, and more specifically, two molten metals having different components are cast through a nozzle to an inner mold and an outer mold, and the outer mold is provided with a cooling device and an electromagnetic stirring device. And an electromagnetic coil is installed inside the inner mold, and a cooling water circulation path is formed to enable control of the outer cast and the inner cast, to suppress the formation of oxides at the cast interface, and to provide a large temperature variation. Even if the present invention relates to a multi-layer slab continuous casting device with improved performance so that it can be cast into a high-quality multilayer cast.
일반적으로 용융금속으로 잉곳을 만드는 경우에는, 용융금속을 주형(鑄型)에 주입하여 응고시켜 판(板) 또는 봉(棒) 등으로 성형하며, 그 길이는 최장 2~3 m의 것으로 개별주조 방식으로 만들어 진다. 그러나, 이보다 진보된 연속주조 방식에서는 수냉(水冷)한 주형 위쪽에서 연속적으로 주탕(注湯)하고 주형의 밑을 빼놓은 다음 굳어진 주괴를 아래쪽으로 계속 끌어내는 방식으로 수십 미터에 이르는 긴 잉곳을 만들 수 있다. In general, when ingots are made of molten metal, molten metal is injected into a mold to solidify and formed into a plate or rod, and the length is 2 to 3 m. Is made in a way. However, the more advanced continuous casting method produces a long ingot up to several tens of meters by continuously pouring from the top of the water-cooled mold, pulling out the bottom of the mold, and drawing the hardened ingot down. Can be.
개별주조 방식에서는 주형 속에 주입된 용융금속이 주형 안에 가득 찬 후 응고하지만, 연속주조에서는 밑이 없고 높이가 얕은 주형 속에서 위쪽은 용융금속이고 아래로 내려감에 따라 차례로 주위로부터 굳어진다. 따라서 깔때기 모양의 용융금속 부분이 중심에 있어 길다란 잉곳이 하부에서 차례로 나오게 된다. In the individual casting method, molten metal injected into the mold is solidified after being filled in the mold, but in continuous casting, in the bottomless and shallow mold, the upper part is molten metal and hardens from the surroundings as it descends. Therefore, the funnel-shaped molten metal part is in the center, and long ingots emerge from the bottom in turn.
상기와 같은 연속주조는 한 가지 금속에 의한 단층 주편을 제조하는 데에도 이용되지만, 주편의 표층부와 코어부가 다른 금속으로 구성되는 복층 주편을 제조하는 데에도 이용 가능하다. 상기와 같은 복층주편을 제조하는 종래기술이 미국특허 공개 제2007/0215312호에 개시되어 있다.The continuous casting as described above is also used to produce a single-layered cast of one metal, but can also be used to manufacture a multilayer cast composed of a metal having a surface layer portion and a core portion of the cast steel. The prior art of manufacturing such a multilayer cast is disclosed in US Patent Publication No. 2007/0215312.
도 1은 상기 종래기술에 의한 복층 주편 제조장치의 정면도로서 일부분을 절개하여 보여주고 있다. 도 1에는 사각형 주조몰드(10)를 형성하는 벽체(11)과 냉각수(13)를 흐르게 하기 위하여 이를 저장하는 워터 재킷(12)의 한쪽 면이 역시 사각형 주조몰드(10)의 벽체 역할을 하고 있음을 나타내고 있다. Figure 1 is a front view of the multilayer cast iron manufacturing apparatus according to the prior art is shown by cutting a portion. In FIG. 1, one side of the
상기 주조몰드(10)의 용탕 주입을 받는 부분은 격벽(14)에 의하여 2개의 주입 체임버(chamber)로 구분된다. 주입노즐(15)과, 조절봉(32)이 구비된 제1 저장용기 (30)에서 공급되는 첫 번째 용탕은 코어부의 용융금속(18)을 형성 하도록 그 하단의 제1 체임버로 공급된다. 주입노즐(16)과, 사이드 채널과, 조절봉(31)이 구비된 제2 저장용기 (24)에서 공급되는 두 번째 용탕은 표층부의 용융금속(18)을 형성 하도록 그 하단의 제2 체임버로 공급된다. The injection-molded portion of the
상하 이동형 받침대(17)는 초기에 형성되기 시작하는 복층 잉곳을 지지하도록 주조 시작 전부터 몰드의 입구를 막아주다가 잉곳이 형성되면서부터 응고 속도에 맞추어 서서히 아래 쪽으로 내려 온다. The vertically
도 2는 종래기술에 의한 복층 주편의 표층부와 코어부가 형성되는 과정을 설명하기 위한 주편제조 장치의 부분 절개 확대 도면이다. 도 2를 참조하면, 제1 체임버에서는 코어부의 용융금속(18)이 격벽(14)의 하부끝단 부근에 인접하여 자체지지 표면(27; self-supporting surface)을 형성할 수 있도록 하기 위하여 서서히 냉각되며, 그리하여 때로는 곤죽 층으로도 불리는 액체와 고체 사이의 반 응고 영역(19)을 형성한다. 이러한 반 응고 영역(19)의 하부는 고형 영역(20) 영역이다. 제2 체임버로 유입되는 용융금속 역시 복층 주편의 표층부(21)를 형성하게 되며, 반 응고 영역(22)과 고형 영역(23)이 형성된다. FIG. 2 is an enlarged partial cutaway view of a cast steel fabrication apparatus for explaining a process of forming a surface layer portion and a core portion of a multilayer cast according to the prior art. Referring to FIG. 2, in the first chamber, the
격벽(14)의 온도는 저장고(33)를 통과하는 냉각수단을 이용하여 미리 계획된 온도로 유지된다. 저장고에는 유입구 (36) 및 유출구(37)가 설치되어 있어 격벽(14)으로부터 열을 빼앗아 온도를 조절하는 냉각수를 주입 또는 제거할 수 있다. 따라서 이렇게 형성되는 냉기 인터페이스 (chilled interface)는, 격벽(14)의 하부 끝단(35) 아래에 있는 자체지지 표면(27)의 온도를 조절할 수 있도록 작용한다. The temperature of the
제2 체임버 용융금속(21)의 상부 표면(34)은 격벽(14)의 하부 끝단(35)의 아래 쪽에 위치하게 된다. 또한 자체지지 표면(27)의 온도는, 용융금속(21)의 상부 표면(34)이 자체지지 표면(27) 온도가 용융 금속(18)의 고화온도와 액화온도 사이에 놓였을 때 자체지지 표면(27)에 접촉하도록 유지된다.The
그러나 상기와 같이 내부몰드(제1 체임버) 및 외부몰드(제2 체임버)로 구분 되는 체임버를 갖춘 종래기술에 의한 복층 주편 연속주조 장치는, 내부몰드에는 가열 수단이 존재하지 않아 코어부의 용융 금속이 응고되면서 자체지지 표면(27)을 형성하기 시작하면, 코어부 주편의 조직제어가 전혀 불가능한 문제점이 있다.However, according to the prior art, the multilayer cast steel continuous casting apparatus having a chamber divided into an inner mold (first chamber) and an outer mold (second chamber) has no heating means in the inner mold, so that the molten metal of the core part When it starts to form the self-supporting
또한 외부몰드에도 냉각 장치만 있을 뿐 용탕 교반 장치 또는 가열 수단이 없어, 표층부 주편이 응고 과정으로 이행되면 더 이상 표층부 주편의 조직 제어가 불가능 한 문제점이 있으며, 또한 온도 편차가 큰 2 가지 금속으로는 복층 주편의 제조가 불가능 하다는 문제점이 있다. In addition, there is only a cooling device in the outer mold, there is no molten metal stirring device or heating means, and once the surface layer cast is transitioned to the solidification process, it is no longer possible to control the structure of the surface cast slab. There is a problem that it is impossible to manufacture a multilayer cast.
또한 종래기술에서 제2 체임버 용융금속(21)의 상부 표면(34)은 격벽(14)의 하부 끝단(35)의 아래 쪽에 위치하게 되어, 코어부를 이루는 자체지지 표면(27)의 일부가 대기 중으로 노출될 수 밖에 없는 구조이다. 이는 코어부와 표층부의 주편계면에서 산화물 및 금속간 화합물을 생성하게 되며, 이는 복층 주편의 품질 저하로 이어지는 문제점이 있다.Also, in the prior art, the
또한 종래기술에서는 복층 주편을 주조할 경우 외부 몰드 외측에서 용탕을 가열하거나 교반할 수 있는 설비가 없어 용탕 내부의 온도 편차가 많이 발생한다. 따라서 주편의 두께를 작게 할 수 없으며 샌드위치와 같은 복층주편 주조만 가능하고 본 발명과 같이 외부 소재가 내부 소재를 감싸는 슬라브 주조는 불가능한 문제점이 있다.In addition, in the prior art, when casting a multilayer cast, there is no facility for heating or stirring the molten metal from the outside of the mold, and thus a large temperature variation occurs inside the molten metal. Therefore, it is not possible to reduce the thickness of the cast steel and only cast a double-layer cast, such as sandwich, there is a problem that the slab casting that the outer material wraps the inner material as in the present invention is impossible.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 본 발명은 복층주편 연속 주조 시에 발생하는 몰드 내 용탕의 온도 불균일을 해소하여 고품질의 복층 주편을 제조할 수 있는 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention was devised to solve the problems of the prior art as described above, and the present invention provides a device capable of manufacturing a high quality multilayer cast by solving the temperature non-uniformity of the molten metal in the mold generated during continuous casting of the multilayer cast. It aims to do it.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명인 복층주편 슬라브 연속 주조장치는, 성분이 다른 용융금속을 노즐을 통하여 공급받아 주조하도록 된 내부 몰드와 외부 몰드를 구비한 복층주편 슬라브 연속 주조장치에 있어서, 상기 외부 몰드 외측에는 냉각장치와 전자기 교반 장치가 설치되고, 상기 내부 몰드는 몰드 내부에 전자기장 코일이 설치되고 냉각수 순환로가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다. In order to achieve the above object, the multilayer cast slab continuous casting apparatus of the present invention is a multilayer cast slab continuous casting apparatus having an inner mold and an outer mold to be supplied by casting a molten metal having a different component through a nozzle, A cooling device and an electromagnetic stirring device are installed outside the outer mold, and the inner mold is characterized in that an electromagnetic coil is installed inside the mold and a cooling water circulation path is formed.
또한 본 발명에서 상기 외부 몰드의 외면에는 전자기장을 인가할 수 있는 슬릿이 가공되어 있는 것을 특징으로 하고, 또한 상기 외부 몰드의 전자기 교반장치 상부에는 고주파 전자기장 코일이 설치되는 것을 특징으로 하며, 또한 상기 외부 몰드 외면에 가공된 슬릿은 몰드 상부 10mm 부분부터 몰드 하단까지 폭: 0.3 ± 0.2mm, 간격: 100 ~ 400mm 의 범위로 가공되어 있고, 상기 전자기 교반장치는 상기 전자기장 코일 직하부에서 300mm 하단까지 위치하도록 설치되는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the outer surface of the outer mold is characterized in that the slit for applying an electromagnetic field is processed, and further characterized in that the high frequency electromagnetic field coil is installed on the electromagnetic stirring apparatus of the outer mold, and the outer The slits processed on the outer surface of the mold are processed in the range of 10 mm from the upper part of the mold to the bottom of the mold in a range of 0.3 ± 0.2 mm and a gap of 100 to 400 mm, and the electromagnetic stirring device is located at a lower part of the electromagnetic coil from 300 mm to the bottom. It is characterized by being installed.
본 발명에 따르면, 용융 온도 및 조성이 다른 두 금속의 계면을 제어하고 주편의 조직을 제어할 수 있으며 몰드의 냉각수 및 인가 전자기력 제어를 통하여 주조 속도 및 품질을 제어할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, it is possible to control the interface of the two metals with different melting temperatures and compositions, to control the structure of the cast steel, and to control the casting speed and quality through controlling the cooling water and the applied electromagnetic force of the mold.
또한 본 발명은 전자기장을 인가하여 주편의 응고속도와 조직을 제어할 수 있는 내부 몰드와 외부몰드로 구성되어, 복층 주편 내,외부 금속의 접촉 계면이 양호하며 내부 품질이 균일하고 조직이 양호한 복층 주편을 제조할 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention is composed of an inner mold and an outer mold that can control the solidification rate and structure of the cast steel by applying an electromagnetic field, a good contact interface between the inner and outer metal of the multilayer cast, the internal quality is uniform, the multilayer cast There is an effect that can be prepared.
도 1은 종래기술에 의한 복층 주편 제조장치의 정면도로서 일부분을 절개하여 보여주는 도면이다.
도 2는 상기 도 1의 복층 주편 제조장치에서, 특히 계면부를 확대 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 복층 주편 제조장치의 정단면 개념도이다.
도 4는 본 발명의 전자기 교반장치가 부착된 복층 주편 제조장치에서 제조된 주편과 종래기술에 의한 주편의 온도분포를 설명하기 위한 개념도이다.1 is a front view of a multilayer cast iron manufacturing apparatus according to the prior art is a view showing a portion cut.
FIG. 2 is a view for explaining, in particular, the interface part in the multilayer cast steel manufacturing apparatus of FIG. 1.
3 is a front sectional conceptual view of a multilayer cast steel manufacturing apparatus of the present invention.
Figure 4 is a conceptual diagram for explaining the temperature distribution of the cast steel and the cast according to the prior art manufactured in a multilayer cast steel manufacturing apparatus with an electromagnetic stirring device of the present invention.
본 발명의 주된 기술 사상은 복층 주편 주조용 외부 몰드의 외부에 전자기 교반장치를 설치하여 용융금속을 주조방향과 직각 방향인 횡 방향 교반 기술을 적용하는 것이다. 본 발명으로 몰드 내 용탕을 횡 방향으로 교반하여 용탕의 온도를 균일하게 할 수 있으며, 용탕 온도가 균일해 지면 주편의 표면 응고도 균일해져서 주조 안정성을 높일 수 있고, 복층 주편의 표면 품질도 향상 시킬 수 있다. The main technical idea of the present invention is to install an electromagnetic stirring device on the outside of the multilayer mold casting outer mold to apply a lateral stirring technique in which the molten metal is perpendicular to the casting direction. According to the present invention, the molten metal in the mold may be stirred in the transverse direction to uniform the temperature of the molten metal. When the molten metal temperature is uniform, the surface solidification of the cast steel may be uniform, thereby increasing the casting stability and improving the surface quality of the multilayer cast. Can be.
또한 용탕 교반으로 수지상 조직이 절단되어 등축정 조직으로 바뀌고 결정립 사이즈가 미세해 져서 복층 주편 코어부의 품질도 향상시킬 수 있다. In addition, the dendritic structure is cut by the stirring of the melt to change to the equiaxed crystal structure, and the grain size becomes finer, thereby improving the quality of the multilayer cast core part.
이와 같은 본 발명은 전자기장을 인가하여 주편의 응고속도와 조직을 제어할 수 있는 내부 몰드와 외부몰드로 구성된 복층주편 연속주조 장치로서, 종래의 기술로는 해결할 수 없는 건전한 계면형성, 코어부 및 표층부의 온도 제어, 용융온도 차이가 있는 다른 금속의 주조 등을 실현할 수 있는 기술이다. 이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 상세한 구성 및 작용을 보다 상세하게 설명한다. The present invention is a multilayer cast continuous casting device composed of an inner mold and an outer mold that can control the solidification speed and structure of the cast by applying an electromagnetic field, a sound interface formation, core and surface layer that cannot be solved by the conventional technology Temperature control, casting of other metals with different melting temperatures, and the like. Hereinafter, the detailed configuration and operation of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 3은 본 발명의 복층 주편 제조장치의 정단면 개념도이다. 도 4는 본 발명의 전자기 교반장치가 부착된 복층 주편 제조장치에서 제조된 주편과 종래기술에 의한 주편의 온도분포를 설명하기 위한 개념도이다.3 is a front sectional conceptual view of a multilayer cast steel manufacturing apparatus of the present invention. Figure 4 is a conceptual diagram for explaining the temperature distribution of the cast steel and the cast according to the prior art manufactured in a multilayer cast steel manufacturing apparatus with an electromagnetic stirring device of the present invention.
도 3을 참조하면, 본 발명인 복층주편 슬라브 연속 주조장치에서는 외부 몰드(1)와 내부 몰드(2)로 노즐(3)을 통하여 성분이 다른 용융금속을 공급한다. 상기 외부 몰드(1)에 용탕을 공급하기 위하여 설치되는 노즐은 장변부의 양쪽 또는 단변부의 양쪽에 하나씩 설치된다.Referring to FIG. 3, in the present invention, the multilayer cast slab continuous casting device supplies molten metal having different components from the nozzle 3 to the
상기 외부 몰드(1)의 외측에는 냉각장치(4)를 설치하여 냉각수량을 제어하여 외부(표층부) 주편의 표면을 응고시킨다. 이때 외부 몰드(1)의 상부 외측에 고주파 전자기장을 인가할 수 있는 외부 코일(5)을 설치하여 전자기장을 용융금속에 인가시켜 주울(Joule) 열을 발생시켜 주편의 응고 속도를 제어한다. 또한 외부 몰드(1)의 전자기 외부 코일(5) 하부에는 저주파 전자기 교반장치(7)를 설치하여 용탕을 교반시켜 표층부 주편의 내부 품질을 향상시킨다.A cooling device 4 is installed outside the
상기 외부 몰드(1) 상부에 설치한 전자기장 인가용 외부 코일(5)에 있어서, 코일 권선수는 1~10회이고, 코일 전류 주파수 범위는 100~100,000Hz, 코일 전류는 20~1000A이다. In the electromagnetic coil application external coil 5 provided above the
코일의 권선수는 용탕에 인가하는 전류값과 상관관계가 있다. 권선수를 낮추면 전류를 많이 공급하여햐 하며 권선수를 많이 하면 인가 전류를 낮추어도 된다. 장치의 구성상 코일을 설치할 수 있는 공간의 한계가 있어 1~10회로 하였으며 인가 전류의 상한도 이에 맞추어 약 2000A로 하였다.The number of turns of the coil is correlated with the current value applied to the molten metal. If the number of windings is lowered, a large amount of current is supplied. If the number of windings is large, the applied current may be lowered. Due to the configuration of the device, there was a limit to the space where the coil could be installed, so it was 1 ~ 10 times and the upper limit of the applied current was about 2000A.
코일 전류는 몰드 내부로 유도되어 용탕의 표면에 작용하여 전자기압과 열이 발생한다. 전자기압은 몰드 중심부에 작용하여 용탕과 몰드의 접촉압을 줄여주는 역할을 하여 주편과 몰드의 마찰을 줄여준다. 이 경우 전원의 주파수가 낮으면 용탕 표면에서 교반력이 발생하여 용탕 표면을 안정하게 유지시키지 못하게 되어 100Hz 이상의 전원 주파수가 필요하다. The coil current is induced inside the mold and acts on the surface of the melt to generate electromagnetic pressure and heat. The electromagnetic pressure acts on the center of the mold to reduce the contact pressure between the molten metal and the mold, thereby reducing the friction between the cast and the mold. In this case, if the frequency of the power supply is low, stirring force is generated on the surface of the melt, and thus the surface of the melt cannot be maintained stably.
또한 인가 전류에 의해 용탕에 열이 발생하는데 열을 용탕 표면부에 집중시켜야 용탕의 표면에서 발생하는 불규칙 응고 현상을 막을 수 있다. 따라서 전원의 주파수의 하한값은 100Hz로 하였다. 전원의 주파수가 높으면 전자기압과 열을 효과적으로 이용할 수 있으나 전원장치 제작의 한계로 상한값은 100,000 Hz로 하였다.In addition, heat is generated in the molten metal due to an applied current, and heat must be concentrated on the molten surface to prevent irregular solidification from occurring on the surface of the molten metal. Therefore, the lower limit of the frequency of the power supply was 100 Hz. If the frequency of the power supply is high, electromagnetic pressure and heat can be effectively used, but the upper limit was 100,000 Hz due to the limitation of the power supply.
상기 외부 몰드(1) 하단에 설치한 전자기 교반 장치(7)에 있어서, 전원 주파수 범위는 2~100Hz이고, 코일 전류는 20~1000A이며, 전자기 교반장치(7)의 위치는 전자기장 외부 코일(5) 직하부에서 300mm 하단까지 이다.In the
본 발명에서의 코일은 용탕에 교반력을 효과적으로 발생시키는 장치이다. 따라서 주파수가 낮을수록 전자기장의 침투 깊이가 길어지고 교반력이 커진다. 본 코일은 용탕면의 하부에 설치하기 때문에 주편의 표면은 응고가 되어있는 위치이다. 따라서 주파수가 2Hz 미만이면 교반력이 미약하고, 100Hz 를 초과하면 주편의 외부에 전자기장이 인가되어 용탕으로 존재하는 내부에 인가되는 전자기장이 줄어 교반력이 발생하지 않는다. 따라서 주파수의 상한은 100Hz로 하였다. 상기 외부코일(5)의 설치 위치는 주편을 형성하는 용탕의 깊이와 관계가 있다. 용탕의 깊이는 통상적으로 300mm를 넘지 않기 때문에 코일을 주편 하부에 설치하는 것은 바람직하지 않다.The coil in the present invention is an apparatus that effectively generates a stirring force in the molten metal. Therefore, the lower the frequency, the longer the penetration depth of the electromagnetic field and the greater the stirring force. Since this coil is installed below the molten surface, the surface of the cast steel is in a solidified position. Therefore, if the frequency is less than 2Hz, the stirring force is weak, and if it exceeds 100Hz, the electromagnetic field is applied to the outside of the cast steel, the electromagnetic field applied to the interior of the molten metal is reduced, the stirring force does not occur. Therefore, the upper limit of the frequency was 100 Hz. The installation position of the outer coil 5 is related to the depth of the molten metal forming the cast steel. Since the depth of the molten metal does not normally exceed 300 mm, it is not preferable to install the coil under the slab.
외부 몰드(1)의 재질은 전기전도도가 좋은 구리나 알루미늄으로 하고 전자기장이 용융금속으로 효율적으로 유도될 수 있도록 외부 몰드(1)의 길이방향으로는 슬릿(slit)을 가공한다. 상기와 같이 전자기장을 인가할 수 있는 슬릿을 가공한 외부 몰드(1)에 있어서, 슬릿 가공 범위는, 외부 몰드(1) 상부에서 10mm 떨어진 부분부터 몰드 하단까지 주조방향으로 슬릿을 가공하고, 슬릿의 폭은 0.3mm ±0.2mm로 하며 슬릿의 간격 100~400mm 사이에서 적절하게 가공한다. The material of the
상기 슬릿은 전자기장이 용탕에 잘 유도되도록 가공하는 것으로 폭이 넓어지면 용탕이 몰드 밖으로 새어나올 수 있는 가능성이 있어 좁게 가공하는 것이 바람직하며 슬릿 폭이 넓어지면 슬릿에서 응고 불균일이 발생한다. 따라서 슬릿의 폭은 상기 범위로 한정하는 것이 바람직하다.The slit is processed so that the electromagnetic field is guided to the molten metal well, and if the width is wide, the molten metal may leak out of the mold. Therefore, the slit may be narrowly processed. If the slit width is widened, coagulation unevenness occurs in the slit. Therefore, the width of the slit is preferably limited to the above range.
또한 슬릿의 간격은 주편에 전자기장이 균일하게 인가되도록 하는데 중요하다. 슬릿의 간격이 넓으면 전자기장의 불균일이 커지고 인가 전자기장의 세기가 약해지기 때문에 상기 범위로 한정하는 것이 효율적이며 슬릿의 간격이 좁을 경우에는 몰드의 변형이 발생한다.The spacing of the slits is also important to ensure that the electromagnetic field is uniformly applied to the cast steel. If the slit spacing is wide, the nonuniformity of the electromagnetic field is increased and the intensity of the applied electromagnetic field is weakened. Therefore, it is efficient to limit the range to the above range.
내부 몰드(2)의 재질은 구리로 하고 내부 몰드(2)의 내부에는 냉각수가 순환 될 수 있도록 냉각수 순환로를 형성시킨다. 상기 내부몰드(2)의 냉각수 순환로는 몰드 내측면을 따라 입수되고, 몰드 외측 면을 따라 배출되는 구조로 형성된다. 또한 상기 내부 몰드(2)는 상하이동이 가능하도록 높이조절 수단이 구비되어 있다.The inner mold 2 is made of copper, and a coolant circulation path is formed in the inner mold 2 so that the coolant can be circulated. The cooling water circulation path of the inner mold 2 is obtained along a mold inner surface and discharged along the mold outer surface. In addition, the inner mold (2) is provided with a height adjustment means to be able to move.
또한 내부 몰드(2)의 내부에는 전자기장을 인가할 수 있는 내부 코일(6)을 설치한다. 이 내부 코일(6)에 전자기장을 인가하여 코어부(내부) 용탕의 외측 부분과 표층부(외부) 용탕의 내측 부분의 응고 속도를 제어하고 용탕을 교반하여 주편의 조직을 제어한다. In addition, the
상기와 같이 전자기장을 인가할 수 있는 내부 코일(6)과 냉각 기능을 설치한 내부 몰드(2)에 있어서, 내부 몰드(2)의 전자기장 인가주파수 범위는 1 ~1000Hz, 내부 코일 전류는 10~300A 이다.In the
내부몰드에 인가하는 전원의 목적은 용탕을 교반하는 것으로 전자기장 인가주파수는 낮을수록 효과적이다. 따라서 1 ~ 1000Hz로 설정하였다. 또한 몰드의 구조상 전류를 많이 공급하기 어려운 구조이기 때문에 코일의 권선수를 높이고 전류를 낮추는 구조로 하였기 때문에 전류의 상한을 300A 로 하였다.The purpose of the power applied to the inner mold is to stir the molten metal. The lower the frequency applied to the electromagnetic field, the more effective. Therefore, it is set to 1 ~ 1000Hz. In addition, since the structure of the mold is difficult to supply a large amount of current, the upper limit of the current was set to 300A because the structure was designed to increase the number of windings of the coil and reduce the current.
이하에서는 본 발명인 복층주편 연속 주조장치의 작용에 관하여 설명한다. Hereinafter, the operation of the multilayer cast continuous casting device of the present invention will be described.
우선 본 발명의 장치를 작동 시키기 위하여는, 내부몰드(2)와 외부몰드(1)로 이루어진 주형에서 더미바 (종래기술의 “이동형 받침대"에 해당) 를 내부몰드(2)의 하면까지 올려서 몰드를 실링한다. 그리고는 실링된 내부몰드(2)와 외부몰드(1)로 노즐(3)을 통하여 성분이 다른 용탕을 공급하게 된다. First, in order to operate the apparatus of the present invention, in the mold consisting of the inner mold (2) and the outer mold (1) by raising the dummy bar (corresponding to the "movable pedestal" of the prior art) to the lower surface of the inner mold (2) Then, the molten metal is supplied to the sealed inner mold 2 and the
우선 내부 용탕은 상기 내부몰드(2)의 내부에 형성된 냉각수 순환로로 흐르는 냉각수에 의해 그 외피 부분부터 냉각되기 시작한다. 여기서 내부몰드(2)의 냉각수 순환로는 몰드의 내측면을 따라 입수되었다가 몰드 외측 면을 따라 배출되면서 강력한 냉각 효과를 발휘하게 된다. First, the internal molten metal starts to cool from the outer skin part by the cooling water flowing into the cooling water circulation path formed in the inner mold 2. Here, the cooling water circulation path of the inner mold 2 is obtained along the inner surface of the mold and discharged along the outer surface of the mold, thereby exhibiting a strong cooling effect.
내부몰드(2)는 상하로 이동 가능하도록 높이 조절 수단이 구비되어 있으므로, 온도 조절 등을 위하여 필요한 경우에는 내부몰드(2)를 위로 올리거나 아래로 내리게 된다. 상기 냉각에 의거 내부용탕의 외 표면이 응고되기 시작하면 이 때 외부 용탕이 노즐을 통하여 공급되며, 외부 용탕은 외부몰드(1)의 외측에 설치된 냉각장치에 의해 냉각된다. 코어부와 표층부가 어느 정도 굳어져 복층 주편의 형상이 만들어 지고 이동시켜도 무너지지 않는 정도의 응고 상태가 되면 더미바를 하강시키면서 연속 주조가 시작된다.Since the inner mold 2 is provided with a height adjusting means so as to be movable up and down, the inner mold 2 is raised or lowered when necessary for temperature control and the like. When the outer surface of the inner molten metal starts to solidify based on the cooling, the outer molten metal is supplied through the nozzle at this time, and the outer molten metal is cooled by a cooling device installed on the outer side of the
이때부터 외부몰드(1)의 외측에 설치되어 있는 전자기 교반장치(7)를 가동시켜 내, 외부 용탕을 주조 방향과 직교되는 방향인 횡 측에서 내, 외부 용탕 전체에 걸쳐 교반하는 공정을 실행시킨다. 이 때 필요한 경우에는 외부몰드(1) 상측에 설치된 고주파 전자기장 외부 코일(5) 또는 내부몰드(2)에 내장된 내부 코일(6)에 전자기장을 인가하여 용탕의 온도를 높이는 작업을 병행할 수 있다. At this time, the
따라서, 내, 외부 용탕 전체에 걸쳐 필요에 따라서는 냉각장치에 의한 냉각을, 또는 전자기장 코일을 통한 가열을 적절히 조합하면서, 다른 한편으로는 전자기 교반 장치(7) 가동에 의하여 내, 외부 용탕을 격렬하게 교반 함으로써, 내, 외부 용탕의 온도 분포를 적정하고, 균일하게 조절할 수 있으며, 이로써 복층 주편의 조직을 균질하게 제어하여 고품질의 복층 주편을 제조하는 것이 가능하게 된다. Therefore, the internal and external molten metal is heated violently by the operation of the
도 4는 본 발명의 전자기 교반장치가 부착된 복층 주편 제조장치에서 제조된 주편과 종래기술에 의한 주편의 온도분포를 설명하기 위한 개념도이다. 도 4에 나타난 바와 같이, 전자기 교반장치가 없는 경우의 몰드에서의 온도 분포는 도면상 표층부의 세로 가운데 부분 또는 표층부의 좌우 측면부가 낮게 나타나고 있으나, 본 발명에서와 같은 전자기 교반 장치가 설치 가동된 경우에는 코어부 및 표층부 전체에 걸쳐 온도분포가 균일하게 나타난다는 것을 알 수 있다.Figure 4 is a conceptual diagram for explaining the temperature distribution of the cast steel and the cast according to the prior art manufactured in a multilayer cast steel manufacturing apparatus with an electromagnetic stirring device of the present invention. As shown in FIG. 4, the temperature distribution in the mold in the absence of the electromagnetic stirring device is lower in the longitudinal center portion or the left and right side portions of the surface layer in the drawing, but the electromagnetic stirring device as in the present invention is installed and operated. It can be seen that the temperature distribution appears uniformly throughout the core and surface layer portions.
이상 본 발명에서 구체적으로 설명하지 아니한 부분들에 대하여는 앞서 설명된 종래기술의 설명 내용이 원용될 수 있음은 물론이다. 또한 본 발명은 하나의 실시예를 설명한 것이며, 본 발명의 범위는 본 발명으로부터 용이하게 착상 가능한 변형이나 개량기술에 대하여도 그 효력을 가지는 것은 물론이다.As for the parts that are not described in detail in the present invention, the above description of the related art may be used. In addition, this invention demonstrated one Example, The scope of this invention has the effect also to the deformation | transformation and improvement technique which can be easily conceived from this invention.
1 : 외부 몰드 2 : 내부 몰드 3 : 노즐
4 : 냉각장치 5 : 외부 코일 6 : 내부 코일
7 : 전자기 교반장치1: outer mold 2: inner mold 3: nozzle
4 cooling device 5
7: electromagnetic stirring device
Claims (4)
상기 외부 몰드 외측에 설치되는 냉각장치와;
상기 외부 몰드의 상부 외측에 설치되고, 전자기장을 용융금속에 인가시켜 주울 열을 발생시켜 주편의 응고속도를 제어하는 고주파 전자기장의 외부코일과;
상기 외부코일의 직하부에서 300mm 하단까지에 설치되는 저주파 전자기 교반 장치와;
상기 내부 몰드의 내부에서, 몰드 내측면을 따라 입수되고, 몰드 외측면을 따라 배출되는 구조로 형성된 냉각수 순환로와;
상기 내부 몰드의 내부에 설치되고, 전자기장을 인가하여 내부 용탕의 외측 부분과 외부 용탕의 내측 부분의 응고속도를 제어하고 용탕을 교반하여 주편의 조직을 제어하는 내부코일과;
상기 내부몰드를 상하로 이동 가능하게 하는 높이조절 수단을 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 복층주편 슬라브 연속 주조장치In the multi-stage slab continuous casting apparatus having an inner mold and an outer mold to be supplied by casting a molten metal having a different component through a nozzle,
A cooling device installed outside the outer mold;
An outer coil of the high frequency electromagnetic field, which is installed outside the upper part of the outer mold and controls the solidification rate of the cast steel by applying the electromagnetic field to the molten metal to generate joule heat;
A low frequency electromagnetic stirring device installed at a lower portion of the outer coil to a lower portion of 300 mm;
A cooling water circulation path inside the inner mold, the cooling water circulation path being formed along a mold inner surface and discharged along the mold outer surface;
An inner coil installed inside the inner mold to control the solidification rate of the outer portion of the inner melt and the inner portion of the outer melt by applying an electromagnetic field, and to control the structure of the cast steel by stirring the melt;
Multi-layer slab continuous casting apparatus characterized in that it comprises a height adjustment means for enabling the inner mold to move up and down
상기 외부 몰드의 외면에는 전자기장을 인가할 수 있는 슬릿이 가공되어 있는 것을 특징으로 하는 복층주편 슬라브 연속 주조장치The method of claim 1,
Multi-layer cast slab continuous casting apparatus characterized in that the outer surface of the outer mold is processed with a slit to apply an electromagnetic field
상기 외부 몰드 외면에 가공된 슬릿은 몰드 상부 10mm 부분부터 몰드 하단까지 폭: 0.3 ± 0.2mm, 간격: 100 ~ 400mm 의 범위로 가공되어 있는 것을 특징으로 하는 복층주편 슬라브 연속 주조장치
The method of claim 2,
The slit processed on the outer mold outer surface is a multi-layer slab continuous casting device, characterized in that the width of the mold from 10mm to the bottom of the mold: 0.3 ± 0.2mm, interval: 100 ~ 400mm
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020100133037A KR101254110B1 (en) | 2010-12-23 | 2010-12-23 | Continuous Casting Apparatus for Manufacturing Double-layered Metal Slab |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020100133037A KR101254110B1 (en) | 2010-12-23 | 2010-12-23 | Continuous Casting Apparatus for Manufacturing Double-layered Metal Slab |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20120071475A KR20120071475A (en) | 2012-07-03 |
| KR101254110B1 true KR101254110B1 (en) | 2013-04-12 |
Family
ID=46706454
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020100133037A Active KR101254110B1 (en) | 2010-12-23 | 2010-12-23 | Continuous Casting Apparatus for Manufacturing Double-layered Metal Slab |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101254110B1 (en) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108436047B (en) * | 2018-04-23 | 2019-09-10 | 东北大学 | Resultant field prepares the device and method of big specification fine grain homogeneous aluminium alloy cast ingot |
| KR102108795B1 (en) * | 2018-08-03 | 2020-05-12 | 주식회사 포스코 | Apparatus for continuous casting |
| KR102227826B1 (en) | 2018-10-26 | 2021-03-15 | 주식회사 포스코 | Casting equipment and casting method |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0780608A (en) * | 1993-09-14 | 1995-03-28 | Sumitomo Metal Ind Ltd | Metal continuous casting equipment |
| JP2001018037A (en) | 1999-06-30 | 2001-01-23 | Kawasaki Steel Corp | Continuous casting method and apparatus for multilayer slab |
| JP2007523746A (en) * | 2003-06-24 | 2007-08-23 | ノベリス・インコーポレイテッド | Casting method for composite ingot |
| KR20090054916A (en) * | 2007-11-27 | 2009-06-01 | 제너럴 일렉트릭 캄파니 | Centrifugally Casting Highly Reactive Titanium Metals |
-
2010
- 2010-12-23 KR KR1020100133037A patent/KR101254110B1/en active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0780608A (en) * | 1993-09-14 | 1995-03-28 | Sumitomo Metal Ind Ltd | Metal continuous casting equipment |
| JP2001018037A (en) | 1999-06-30 | 2001-01-23 | Kawasaki Steel Corp | Continuous casting method and apparatus for multilayer slab |
| JP2007523746A (en) * | 2003-06-24 | 2007-08-23 | ノベリス・インコーポレイテッド | Casting method for composite ingot |
| KR20090054916A (en) * | 2007-11-27 | 2009-06-01 | 제너럴 일렉트릭 캄파니 | Centrifugally Casting Highly Reactive Titanium Metals |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20120071475A (en) | 2012-07-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106457371B (en) | The semi-continuous casting of steel band | |
| EP2974810B1 (en) | Casting equipment and casting method using same | |
| JP2013027928A (en) | Method of unidirectional solidification of casting and associated apparatus | |
| KR101224955B1 (en) | Device for controlling cooling of strand and method therefor | |
| KR101254110B1 (en) | Continuous Casting Apparatus for Manufacturing Double-layered Metal Slab | |
| KR20120071474A (en) | A method of continuous casting double-layered metal slab | |
| KR102297879B1 (en) | Method of continuous casting of steel | |
| JP5730738B2 (en) | Continuous casting method and continuous casting apparatus for slab made of titanium or titanium alloy | |
| EP2949411B1 (en) | Method for continuously casting slab comprising titanium or titanium alloy | |
| RU2613253C2 (en) | Method of continuous casting for titanium or titanium alloy ingot | |
| KR102037943B1 (en) | Apparatus for continuous casting a magnesium billet and manufacturing method thereof | |
| JP5774438B2 (en) | Continuous casting method and continuous casting apparatus for slab made of titanium or titanium alloy | |
| EP3132871A1 (en) | Continuous casting device for slab comprising titanium or titanium alloy | |
| CN107008884B (en) | Cooling mold and method for cooling steel ingot | |
| KR20110121975A (en) | Mold for electromagnetic continuous casting and electromagnetic continuous casting device using the same | |
| KR100347561B1 (en) | Large ingot casting method | |
| RU2784033C1 (en) | Mold for continuous casting of ingots for rolling of aluminum and aluminum alloys | |
| KR100679313B1 (en) | Magnesium billet or slab continuous casting device using high frequency electromagnetic field | |
| KR101977359B1 (en) | Casting Apparatus | |
| KR101957594B1 (en) | Continuous casting method using electromagnetic stirring | |
| KR20110138612A (en) | Mold powder feeder | |
| TW201731607A (en) | Apparatus and method for casting ingots | |
| KR102563855B1 (en) | Continuous casting of a metallic strand | |
| JP2013103262A (en) | Water tank for cooling ingots, cooling apparatus in casting machine, and method for cooling ingots | |
| JP2002273561A (en) | Method and apparatus for producing cast body having unidirectional solidified structure |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| PA0109 | Patent application |
Patent event code: PA01091R01D Comment text: Patent Application Patent event date: 20101223 |
|
| PA0201 | Request for examination | ||
| PG1501 | Laying open of application | ||
| PE0902 | Notice of grounds for rejection |
Comment text: Notification of reason for refusal Patent event date: 20120913 Patent event code: PE09021S01D |
|
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| PE0701 | Decision of registration |
Patent event code: PE07011S01D Comment text: Decision to Grant Registration Patent event date: 20130130 |
|
| GRNT | Written decision to grant | ||
| PR0701 | Registration of establishment |
Comment text: Registration of Establishment Patent event date: 20130408 Patent event code: PR07011E01D |
|
| PR1002 | Payment of registration fee |
Payment date: 20130408 End annual number: 3 Start annual number: 1 |
|
| PG1601 | Publication of registration | ||
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |