(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記制御ダムを前記本体の長さ方向に移動させて、前記本体の内部を供給領域及び排出領域に区分して相互に孤立させるように、前記駆動部の動作を制御する制御部を含むことを特徴とする請求項1に記載の溶鋼処理装置。
【発明を実施するための形態】
【0040】
以下、添付した図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する。しかし、本発明は、以下で開示される実施例に限定されるものではなく、相互に異なる多様な形態で体現される。ただ、本発明の実施例は、本発明の開示を完全にし、該当分野で通常の知識を有する者に発明の範囲を完全に知らせるために提供されるものである。本発明の実施例を説明するために、図面は誇張されたり拡大することができ、図面上で同じ符号は同じ要素を指す。
【0041】
以下、製鉄所の連続鋳造設備に基づいて、本発明の実施例を詳細に説明する。しかし、本発明は、多様な溶融物を内部に供給され、所定時間滞留させ、後続の設備に供給して処理する各種の設備及び工程等に適用される。
【0042】
図1は、本発明の実施例に係る溶鋼処理装置の概略図であり、
図2(a)は、本発明の実施例に係る溶鋼処理装置の本体を拡大して示した概略図であり、
図2(b)は、本発明の実施例に係る溶鋼処理装置の本体を拡大して示した平面図である。
図3は、本発明の変形例に係る溶鋼処理装置の本体を拡大して示した概略図である。
【0043】
また、
図4(a)乃至
図4(c)は、本発明の実施例に係る溶鋼処理装置の本体内部を示した側断面図である。この時、
図4(a)は、ストッパーのない位置で本体を幅方向に切断して示した側断面図であり、
図4(b)は、ストッパーの設置された位置で本体を幅方向に切断して示した側断面図であり、
図4(c)は、制御ダムがストッパーの設置された位置に移動された状態で、ストッパーの設置された位置の本体を幅方向に切断して示した側断面図である。
【0044】
また、
図5(a)乃至
図5(c)は、本発明の実施例に係る溶鋼処理装置の本体内部を示した平面図である。この時、
図5(a)は、ストッパーのない位置で本体を示した平面図であり、
図5(b)は、ストッパーの設置された位置で本体を示した平面図であり、
図5(c)は、制御ダムがストッパーの設置された位置に移動された状態で、ストッパーの設置された位置の本体を示した平面図である。
【0045】
一方、
図1乃至
図3を見ると、本発明の実施例及び変形例では、制御ダムがストッパーを中心にして出鋼口側でストッパーに密着するが、ストッパーに対する制御ダムの密着位置は、上記に限定されない。例えば、制御ダムは、ストッパーを中心にして出鋼口の反対側からストッパーに密着されることができる。そこで、制御ダムは、溶鋼が連続して本体の内部に注入される間、本体の内部で、溶鋼の流動による圧力をストッパー側に一部分散しながら溶鋼の流動をより安定的に制御することができる。
【0046】
図1、
図2、
図4及び
図5を参照して、本発明の実施例に係る溶鋼処理装置を詳細に説明する。
【0047】
本発明の実施例に係る溶鋼処理装置は、運搬容器10と、第1ノズル20と、本体30と、第2ノズル40と、鋳型50と、ダムユニット60と、駆動部70及び制御部80を含む。このような溶鋼処理装置は、例えば運搬容器10を交換しながら、以前の溶鋼に入っている本体30の内部に、以前の溶鋼と同じ成分又は異なる成分を有する後続溶鋼を供給して、鋳片に連続鋳造する連々鋳工程又は異鋼種の連続鋳造工程等の各工程に多様に適用することができる。
【0048】
運搬容器10は、取鍋(ladle)を含む。運搬容器10は、例えば内部が上側に開放された円筒状の容器として、溶鋼Mが盛られるように、内部に耐火物が構築される。運搬容器10は、本体30の上側に移動可能に備えられ、内部に入れられた溶鋼Mを本体20に供給する役割をする。運搬容器10の下部一側を貫通してコレクタノズル(図示せず)が装着され、コレクタノズルの下部に第1ノズル20が接続される。
【0049】
第1ノズル20は、シュラウドノズル(shroud nozzle)を含む。例えば、第1ノズル20は、本体30の外部一側に設けられたマニピュレータ(図示せず)に移動可能に支持され、運搬容器10の下側でコレクタノズルに結合されて、運搬容器10に接続される。
【0050】
本体30は、タンディッシュ(tundish)を含む。本体30は、運搬容器10の下側で運搬容器10から溶鋼Mの供給を受けて、一時的に保存する所定形状の容器であって、本体30の外壁を形成して、形状を維持させる鉄皮31及び鉄皮31の内部に構築される耐火物部32を含む。本体30は、長さ方向(x軸方向)の中心部を基準にして、左右対称することができ、長さ方向の幅が、幅方向の幅より大きくすることができる。また、本体30は、長さ方向の中心部が幅方向(y軸方向)の一側に突出する形状とすることができる。
【0051】
一方、本体30は、長さ方向の中心部から長さ方向の両側縁部に向うほど幅方向の幅が小さくなる。即ち、本体30は、中心部から長さ方向の端部に行くほど、幅が狭くなる。
【0052】
本体30は、内部が上側に開放され、上部にカバー(図示せず)が装着される。カバーの中心部には、注入口が形成され、第1ノズル20は、注入口に挿入されて本体30の内部に接続される。本体30の底部33には、出鋼口35が形成され、本体30の長さ方向(x軸方向)の中心部を基準にして、長さ方向の両側縁側に離隔されて、左右対称する複数の位置にそれぞれ形成される。
【0053】
出鋼口35は、本体30の内部に受鋼される溶鋼Mを出鋼するように、本体30の側壁のうち、幅方向に延長される幅方向の両側壁34aの近傍で、本体30の底部33を高さ方向に貫通してそれぞれ形成される。第2ノズル40は、本体30の下側で出鋼口35に装着されて、本体30に接続される。
【0054】
第2ノズル40は、浸漬ノズル(submerged entry nozzle)を含む。第2ノズル40は、溶鋼Mの通過される中空の管であって、高さ方向(z軸方向)に延長され、上下部がが開放され、内部は耐火物で保護される。第2ノズル40は、本体30に入れられた溶鋼Mを鋳型50に供給するように、本体30の下側で出鋼口35を貫通して装着される。第2ノズル40の一側には、スライド構造のゲート(図示せず)が用意され、ゲートは第2ノズル40の開度を調節して溶鋼Mの出鋼量を調節することができる。
【0055】
鋳型50は、長さ方向(x軸方向)に離隔されて、相互に対向する一対の第1板及び幅方向(y軸方向)に離隔されて相互に対向する位置で第1板の両側縁をそれぞれ接続する一対の第2板で側面が形成され、上部及び下部が開放され、内部に溶鋼Mが1次凝固される空間が形成される長方形または正方形の中空 ブロックである。鋳型50は、第2ノズル40の下部を囲むように位置され、本体30から溶鋼Mの供給を受けて、鋳片に凝固させ 連続して引き抜きをする役割を有する。
【0056】
鋳型50の下側には、冷却台(図示せず)が備えらる。冷却台は、鋳型50から引き抜かれる鋳片を冷却させ、一連の成形作業を実行する。冷却台には複数のセグメントが備えられ、複数のセグメントは所定の方向に連続して配列されて、湾曲型または垂直湾曲型の冷却台を形成する。各セグメントにはロールが複数備えられ、鋳片の引き抜きを案内する。それぞれのロールの間には、ノズルが備えられ、ノズルは鋳片に冷却水を噴射して、鋳片を2次冷却させる。
【0057】
以下、本発明の実施例に係るダムユニットを詳細に説明する。ダムユニット60は、本体30の内部に入れられる鋼、例えば溶鋼Mの流動を制御するように、本体30の内部に設置される。ダムユニット60は、本体30の長さ方向(x軸方向)の中心部を基準にして、左右両側にそれぞれ設置される対称形状構造である。
【0058】
ダムユニット60は、本体30の幅方向(y軸方向)に延長され、本体30の長さ方向の中心部から出鋼口35側に離隔される位置で本体30の底部33及び長さ方向の両側壁34bに接触されて設置される固定ダム61と、固定ダム61の下部を長さ方向に貫通して形成される残湯ホール62と、本体30の幅方向に延長されて形成される制御ダム63と、固定ダム63を中心にして出鋼口35の反対側で本体30の長さ方向の両側壁34bにそれぞれ設置されるストッパー64とを含む。
【0059】
固定ダム61は、耐火物で製作されるダムであって、本体30の幅方向に延長されて、長さ方向の所定厚さと幅方向及び高さ方向の所定面積を有する板の形状に形成されることができ、ストッパー64から出鋼口35側に離隔されて、本体30の下部に設置される。固定ダム61は、制御ダム63によって、本体30の内部下側に誘導される溶鋼Mを上昇流動させる。固定ダム61の上端部は、溶鋼Mの上昇流動が容易で、溶鋼Mの流速を所望の流速に形成するように、本体30の底部33から一定の高さを持つ。一方、固定ダム61は、高さが高くなるほど、溶鋼Mの上昇流動が比較的に抑制され、高さが低くなるほど、溶鋼Mの流速が比較的に増加することになる。
【0060】
固定ダム61は、本体30の中心部から長さ方向にそれぞれ離隔されて、相互に対向するように複数、例えば二つ設置され、このような固定ダム61の設置構造、例えば供給領域Aと排出領域Bを区画する設置構造によって、本体30の内部が供給領域Aと排出領域Bに区分される。例えば、固定ダム61の内側には、供給領域Aが形成され、外側には排出領域Bが形成される。
【0061】
この時、供給領域Aが形成される固定ダム61の内側は、固定ダム61を中心にして、出鋼口35の反対側の領域となる。また、排出領域Bが形成される固定ダム61の外側は、固定ダム61を中心にして、出鋼口35側の領域となる。
【0062】
供給領域Aには、ストッパー64が相互に対向して複数、例えば二つ設置できる。これに応じて、供給領域Aには制御ダム63が相互に対向して複数、例えば二つ設置できる。
【0063】
残湯ホール62は、固定ダム61の下部を長さ方向に貫通して形成され、その内部は本体30の底部33に連接できる。残湯ホール62を介して、本体30の内部下側の溶鋼Mが供給領域Aから排出領域B側に移動できる。
【0064】
制御ダム63は、耐火物で製作されるダムであって、本体30の幅方向に延長され、長さ方向への厚さと、幅方向及び高さ方向への幅を有する板の形状に形成される。制御ダム63は、本体30の供給領域Aに配置され、駆動部70に支持されて、長さ方向及び幅方向及び高さ方向にそれぞれ移動され、高さ方向の軸を中心にして、回転できる。
【0065】
制御ダム63は、ストッパー64が設置された位置、または供給領域Aでの移動及び回転時に本体30と構造的な干渉を防止するために、本体30の長さ方向の両側壁34bから離隔されるように、幅方向の幅が形成され、固定ダム61の設置された位置では、本体30の底部33と長さ方向の両側壁34bともに接触されるように、幅方向の幅が形成される。
【0066】
これによって、制御ダム63は、本体30の供給領域Aで本体30との衝突なしに移動と回転が自由であり、供給領域A側で固定ダム61の設置位置に移動して、固定ダム61と本体30の底部33と長さ方向の両側壁34bの両方に密着されて、供給領域Aを排出領域Bから孤立させることができる。
【0067】
また、制御ダム63は、本体30の長さ方向の両側壁34bから離隔されるように、幅方向の幅が形成され、ストッパー64が設置された位置で、幅方向の両側縁がストッパー64に接触されたり、重なるように幅方向の幅が形成される。
【0068】
また、制御ダム63は、本体30の内部上側で、ストッパー64が設置された位置に移動して幅方向の両側縁がストッパー64に密着された場合、その上側の端部が溶鋼Mの湯面より高く位置して、その下側の端部が本体30の底部33から離隔されるように、高さ方向の幅が形成される。
【0069】
これによって、制御ダム63は、ストッパー64に密着されて、例えば堰(weir)の役割を果たし、本体30へ落下受鋼されて、排出領域B側に誘導される溶鋼Mの流動を本体30の内部下側へ誘導し、溶鋼Mの初期流動の強度を所望の強度に減少させることができる。
【0070】
ストッパー64は、固定ダム61から本体30の長さ方向の中心部側に離隔された位置で、本体30の長さ方向の両側壁34bにそれぞれ設置されて、本体30の高さ方向に延長され、幅方向に突出されることができる。ストッパー64は、制御ダム63がストッパー64が設置された位置に移動されて密着された場合、制御ダム63と本体30の長さ方向の両側壁34bの間を密閉する役割をする。ストッパー64は、耐火物で製作される。
【0071】
ストッパー64の幅方向の突出長さは、制御ダム63の幅方向の幅に対応して形成され、制御ダム63と本体30の長さ方向の両側壁34bとの間の離隔間隔と同一であるか、または離隔間隔より大きくできる。
【0072】
一方、本体30の長さ方向へのストッパー64の位置は、ストッパー64に制御ダム63が密着した状態で、溶鋼が正常状態で供給されながら溶鋼からの介在物の除去能を最大化することができる位置に選択される。
【0073】
駆動部70は、本体30の外部の所定位置に提供される、例えば機械式または油圧式の駆動装置である。駆動部70は、制御ダム63を移動及び回転可能に支持するように形成され、より詳しくは、制御ダム63を本体30の長さ方向に沿って移動可能に支持するように形成され、また制御ダム63を、高さ方向の軸を中心にして、傾斜または回転可能に支持するように形成される。
【0074】
この時、上述した傾斜は、高さ方向の軸を中心にして、制御ダム63の角度を制御し、制御ダム63がストッパー64の間に通過できる程度の小さい角度で制御ダム63の角度を変化させ、制御ダム63の姿勢を制御することを意味する。また、上述した回転は、高さ方向の軸を中心にして、制御ダム63の角度を制御し、制御ダム63がストッパー64の間に通過できる程度の小さい角度よりも、比較的に大きい角度で制御ダム63の角度を制御して、制御ダム63の姿勢を制御することを意味する。
【0075】
駆動部70は、高さ方向に延長され、制御ダム63の上側で制御ダム63の幅方向の中心部に整列されるように、制御ダム63の上側の端部に装着される第1駆動ロッド71と、幅方向に延長され、幅方向の一側端部に駆動ロッド71が装着されて高さ方向に移動可能に支持される第2駆動ロッド72と、長さ方向に移動可能に形成されて、第2駆動ロッド72の他側端部に装着される第3駆動ロッド73と、第3駆動ロッド73に接続されて長さ方向への移動を支持する第4駆動ロッド74とを含む。
【0076】
一方、駆動部70は、制御ダム63を移動及び回転可能に支持することができる多様な構成及び方法で形成され、上述した構成及び方法で特に限定されない。
【0077】
制御部80は、既に入力された工程パターンに対応して駆動部70の動作を制御できるように形成される。例えば、制御部80は、制御ダム63を本体30の長さ方向及び高さ方向に移動させて、高さ方向の軸を中心に回転させて、本体30の供給領域Aの内部で固定ダム61に密着させたり、ストッパー64に密着させたり、ストッパー64で本体30の長さ方向の中心部側に移動させることができる。このような動作は、工程の詳細過程ごとに別々に制御されることができる。制御部80の制御によって、本体30の内部を供給領域A及び排出領域Bに区分して相互に孤立させることができ、供給領域Aの溶鋼Mの湯面スラグを本体30の中心部側に取り上げることができ、本体30の供給領域Aにある残留の溶鋼を排出領域B側に押し出して移動させることができる。
【0078】
図1、
図2、
図4及び
図5を参照して上記で本発明の実施例を説明したが、本発明は下記の変形例を含んで多様に構成できる。
【0079】
以下、
図1及び
図3を参照して、本発明の変形例に係る溶鋼処理装置を説明する。本発明の変形例に係る溶鋼処理装置は、上述した本発明の実施例に係る溶鋼処理装置と構成が一部類似するので、上述した本発明の実施例に係る溶鋼処理装置と重ねる構成部の説明は省略し、本発明の実施例と区分する構成部を中心にして、下記で説明する。
【0080】
本発明の変形例に係る溶鋼処理装置のダムユニット60’は、本体30の幅方向に延長され、本体30の長さ方向の中心部で出鋼口35側に離隔される位置で、本体30の底部33及び長さ方向の両側壁34bに接触されて設置される固定ダム61と、固定ダム61の下部を長さ方向に貫通して形成される残湯ホール62と、本体30の幅方向に延長される 制御ダム63と、固定ダム63を中心に出鋼口35の反対側で本体30の長さ方向の両側壁34bにそれぞれ設置されるストッパー64とを含むことができ、本体30の長さ方向の中心部に向かう制御ダム63の一側面の下部に突出形成される突出部65とをさらに含むことができる。この時、突出部65は、制御ダム63の一側面の下部に突出形成され、制御ダム63の一側面の下部の幅方向の中心部に突出形成できる。
【0081】
突出部65は、幅方向及び長さ方向に延長され、制御ダム63の一側面に交叉する上部面を備え、上部面の幅方向の一辺から下側に傾いて延長されて、制御ダム63の下側端部に連接する斜面と、上部面の長さ方向の両側辺から下側に垂直に延長されて上部面及び斜面の幅方向の端部に連接する垂直面を備えるブロックの形状であることができる。突出部65は、上部面を利用して、溶鋼Mの湯面に形成されるスラグやフラックスを一定量取り出して除去することができる。この時、突出部65は、上部面が平面に形成されて積載面の役割を実行することができて、この場合、スラグ及びフラックス中の少なくとも一種を積載面に積層させる方法で、溶鋼からスラグやフラックスを除去することができる。あるいは、突出部65は、上部面が上側に開放され、内部に積載空間が形成され、この場合、スラグ及びフラックス中の少なくとも一種を開放された上部面を介して突出部65の内部の積載空間に収容する方法で、溶鋼からスラグやフラックスを除去することができる。
【0082】
図6(a)乃至(e)は、本発明の実施例に係る溶鋼処理装置の動作を説明するための工程図である。この時、
図6(a)は、本体30の排出領域Bから孤立された供給領域Aに溶鋼が供給される段階を示した工程図であり、
図6(b)は、本体30の排出領域Bから孤立された供給領域Aに溶鋼が一定のレベルに供給されてからフラックスFが投入されて塗布される段階を示した工程図である。
【0083】
また、
図6(c)は、本体30の供給領域Aに接続された排出領域
Bの溶鋼で鋳造が行われる段階を示した工程図であり、
図6(d)は、本体30の供給領域Aに接続された排出領域
Bの溶鋼で鋳造が行われる間に、溶鋼湯面のスラグ(図示せず)及びフラックスF中の一種を本体30の長さ方向の中心部側に移動させて除去する段階を示した工程図である。また、
図6(e)は、本体30の供給領域Aから孤立された排出領域Bの残留の溶鋼、例えば残留の溶鋼または残湯で鋳造を仕上げする段階を示した工程図である。
【0084】
図1及び
図6(a)乃至(e)を参照して、本発明の実施例に係る溶鋼処理装置の動作を説明する。この時、本体30の長さ方向を中心に、左右両側中の右側を基準として、ダムユニット60の位置及び動作を詳細に説明する。
【0085】
まず、
図6(a)及び
図6(b)に示すように、例えば連続鋳造工程の初期には、制御ダム63を固定ダム61に密着させて、本体30の供給領域Aを排出領域Bから孤立させる。このあと、本体30の内部に溶鋼Mを注入する。この時、本体30の供給領域Aにのみ溶鋼Mが注入できて、溶鋼レベルを迅速に上昇させることができる。このあと、本体30の溶鋼レベルが第1ノズル20の端部レベルより高くなって、第1ノズル20の端部が溶鋼Mに浸漬されるようになれば、本体30の内部にフラックスFを迅速に投入して湯面に塗布することにより、溶鋼Mが再酸化されることを迅速に防止することができる。
【0086】
このあと、溶鋼Mの供給が継続されて本体30の溶鋼レベルが所定レベルに達すると、制御ダム63をストッパー64側に移動及び上昇させてストッパー64に密着させる。このような過程の間、制御ダム63と本体30の底面33の間に形成される離隔された空間と、制御ダム63と本体30の長さ方向の両側壁34bの間に形成される離隔された空間を介して、溶鋼M及びフラックスFが移動されて、排出領域Bに供給される。
【0087】
上記過程で、制御ダム63は、ストッパー64を基準に、第2ノズル40側でストッパー64に密着されたり、第1ノズル20側でストッパー64に密着される。
【0088】
一方、制御ダム63をストッパー64側に移動して密着させる前に、高さ方向の軸を中心に、制御ダム63を所定角度傾斜または回転させてから復帰させる方法で、制御ダム63と本体30の長さ方向の両側壁34bとの間に形成される離隔空間の大きさを調節し、溶鋼MとフラックスFをより円滑に移動させることができる。
【0089】
このあと、排出領域Bに供給される溶鋼Mが所定レベルに達すると、鋳造を始める。供給領域Aと接続された排出領域Bの溶鋼Mに鋳造が行う間に、
図6(c)に示すように、本体30の溶鋼は正常状態(working level)に維持される。この時、制御ダム63は、本体30の上部領域で、例えば堰(weir)の役割をし、溶鋼Mを本体30の内部下側に誘導しながら溶鋼Mの流動強度を所望の強度に制御する。
【0090】
このあと、本体30への溶鋼Mの供給が完了し、本体30の溶鋼レベルが低くなる間に、
図6(d)に示すように、制御ダム63を第1ノズル20側に移動させる。この時、制御ダム63を高さ方向の軸を中心に、所定角度傾斜または回転させた状態で、ストッパー64の間を通過させる方法で制御ダム63を移動させることができる。このような方法で、制御ダム63は、本体30の内部でストッパー64に構造的に干渉されずにストッパー64の間を簡単に通過して移動することができる。このような過程で、溶鋼M湯面に形成されたスラグやフラックスを、本体30の中心部側に移動させることができ、この反作用で、本体30の下部に位置する比較的に清浄な状態の溶鋼を排出領域B側に移動させることができる。この時、本体30の中心部側に移動されたスラグ及びフラックスは、制御ダム63の一側面に突出形成された突出部65の上部面に積載されて、溶鋼Mの湯面から除去される。
【0091】
このあと、本体30の内部の溶鋼レベルが徐々に低くなって、所定のレベルに達することになる連続鋳造工程の中期または末期に、
図6(e)に示すように、制御ダム63を固定ダム61側に移動及び下降させ、供給領域Aの溶鋼を排出領域Bに移動させることができ、このあと、制御ダム63を固定ダム61に密着させて、溶鋼レベルが高くなった状態の排出領域Bを、供給領域Aから孤立させることができる。これによって、排出領域B側の溶鋼レベルh
Bが供給領域A側の溶鋼レベルh
Aより高くできる。このあと、供給領域Aから孤立された排出領域Bの残留の溶鋼で鋳造を行う。
【0092】
このように、連続鋳造工程の中期または末期に排出領域Bの溶鋼レベルを供給領域Aの溶鋼レベルより高くすることにより、出鋼口の近くの残留の溶鋼の高さをスラグの流入が防止される高さ以上に確保することができて、工程の中期や末期に製造される鋳片の品質を向上させることができる。
【0093】
図7(a)乃至(d)は、本発明の比較例に係る溶鋼処理装置の動作を示した工程図である。
図6及び
図7を参照して、本発明の比較例に係る溶鋼処理装置の動作を、本発明の実施例に係る溶鋼処理装置の動作に対比して説明する。
【0094】
図7(a)乃至(d)を見ると、本発明の比較例に係る溶鋼処理装置は、本発明の実施例とは異なって、本体30の内部に下部ダム91と上部ダム92とが固定設置される構造であって、例えば従来のダム構造のように、第1ノズル20から第2ノズル40側に離隔された位置で、本体30の内部上側に上部ダム92が固定設置され、上部ダム92から第2ノズル40側に離隔された位置で、本体30の内部下側に下部ダム91が固定設置される。
【0095】
本発明の比較例では、本体30の内部に溶鋼が供給され始める連続鋳造工程の初期(
図7(a)、
図7(b)を参照)から残留の溶鋼で工程を仕上げする連続鋳造工程の末期(
図7(c)、
図7(d)を参照)まで、本体30の溶鋼レベルが本体30の全般領域に経て同一であり、特に、工程の末期に第1ノズル20側の溶鋼レベルh’
Aと第2ノズル40側の溶鋼レベルh’
Bが同一高さに形成される。このように、本発明の比較例では、第1ノズル20側の溶鋼レベル及び第2ノズル40側の溶鋼レベルをそれぞれ局部的に調節することができず、特に、出鋼口近くの残留の溶鋼の高さを別途に調節することができない。
【0096】
このように、本発明の比較例では、本体内でダムの位置が固定されることにより、連続鋳造工程の初期及び末期の流動と溶鋼レベルを所望の方法で制御することができない。即ち、第1ノズル20の開孔時に溶鋼が本体30の内部全般に受鋼されるので、溶鋼レベルの上昇が本発明の実施例の場合より遅れてフラックスの投入が遅れて、従って、空気との接触による溶鋼の再酸化を迅速に抑制または防止することができない。また、連続鋳造工程の末期に本体30の内部全般に経て溶鋼レベルが低くなり、最低残湯量の維持が比較的に難しくて、最終的には、溶鋼の実收率が低下する。
【0097】
一方、本発明の実施例では、前述したように、本体30の供給領域Aと排出領域Bごとに溶鋼レベルをそれぞれ変えて制御することができて、工程の初期にフラックスの投入時期を早めることができ、工程の中期や末期に出鋼口の近くの残湯量を最低残湯量以上に確保することができ、このことから鋳片の品質及び実收率を確保することができる。
【0098】
図8は、本発明の実施例及び比較例に係る溶鋼処理方法が適用される連続鋳造工程で鋳造された鋳片の介在物指数を示したグラフである。
【0099】
この時、
図8の介在物指数は、製造された鋳片に含まれる酸素含有量を意味し、連続鋳造工程の初期に、例えば初チャージ(Charge、Ch)時の溶鋼で鋳造された鋳片を用意して、その長さごとに試験片を獲得し、試験片の酸素含有量を分析して、数値化した結果である。鋳片で酸素含有量を分析して、介在物指数に導出する方法は、公知の技術なので、詳細な説明は省略する。
【0100】
図8を見ると、本発明の実施例に係る溶鋼処理装置の連続鋳造工程で製造された鋳片の介在物指数が、本発明の比較例に係る溶鋼処理装置の連続鋳造工程で製造された鋳片の介在物指数より、全般的に低いことを確認することができる。これは、本発明の実施例では、連続鋳造工程の初期に供給領域の溶鋼レベルを迅速に上昇させて、フラックスの投入時期を早めることによって、溶鋼の再酸化が抑制または防止されることができるからである。一方、本発明の比較例では、本発明の実施例での場合より、溶鋼レベルの初期上昇速度が遅いので、フラックスの投入時期も遅くなり、従って、本発明の実施例と違って溶鋼の再酸化を迅速に抑制できないからである。
【0101】
以下、
図1乃至
図6を参照して、本発明の実施形態に係る溶鋼処理装置が適用される溶鋼処理方法を説明する。この時、下記では、本発明の実施例や変形例に係る溶鋼処理装置に係る上述した説明と重複する内容は省略したり、簡単に説明する。
【0102】
本発明の実施例に係る溶鋼処理方法は、内部が上側に開放され、底部に出鋼口が形成され、内部を供給領域及び排出領域に分割する複数のダムが設置される本体を用意する段階と、複数のダムを用いて供給領域を、排出領域から孤立させる段階と、供給領域に溶鋼を供給する段階と、複数のダムを用いて供給領域と排出領域とを接続させる段階と、複数のダムを用いて排出領域を供給領域から孤立させ、排出領域の溶鋼レベルを制御する段階とを含む。
【0103】
まず、内部が上側に開放され、底部33に出鋼口35が形成され、内部を供給領域A及び排出領域Bに分割する複数のダムが設置される本体30を用意する。このあと、制御部80で駆動部70を制御して、制御ダム63を固定ダム61に密着させて、供給領域Aを排出領域Bから孤立させる。
【0104】
このあと、本体30の供給領域Aの上部に運搬容器10を位置させて、本体30の供給領域Aの内部に溶鋼を供給する。このように、溶鋼Mは、供給領域Aにのみ供給されるようになって、溶鋼レベルを急速に上昇させることができる。
【0105】
即ち、制御ダム63を利用して、初期に溶鋼の注入空間を小さくすることができ、これにより、溶鋼レベルを第1ノズル20の下側端部に、従来より少ない量で、従来より速く到達させることができる。
【0106】
溶鋼レベルが上昇して、第1ノズル20の端部レベルより高くなれば、溶鋼の湯面にフラックスFを均一に塗布して、溶鋼が再酸化されることを迅速に防止する。この時、フラックスFの初期の塗布面積を従来より小さくすることができるので、より早い時間に溶鋼の湯面を保護することができる。
【0107】
このように、フラックスFの塗布時期を前倒しにすることによって、従来より再酸化反応が抑制された清浄な状態の溶鋼を排出領域Bに供給することができて、連続鋳造工程の初期に製造される鋳片に酸化性介在物の混入を低減することができ、これにより初期の鋳片の品質を確保することができる。
【0108】
このあと、溶鋼レベルが上昇して、所定の高さに達すると、制御ダム63を上昇及び移動させて、固定ダム61との密着を解除することで、供給領域Aと排出領域Bとを接続させる。このあと、制御ダム63をストッパー64に密着させて、溶鋼の流動を本体30の下部側に誘導し、排出領域Bに供給される溶鋼が一定のレベルに達すると、供給領域Aと接続された排出領域Bの溶鋼に鋳片の鋳造を始める。
【0109】
上記過程で、制御ダム63は、ストッパー64を基準に、第2ノズル40側でストッパー64に密着したり、第1ノズル20側でストッパー64に密着することができる。
【0110】
このあと、本体30の内部に溶鋼を正常状態の溶鋼レベル(working level)に維持しながら、鋳造を連続して実施する。
【0111】
本体30への溶鋼の供給が完了すると、鋳造が進むにつれて、本体30の溶鋼レベルが低くなる。このような過程の中に、制御ダム63を第1ノズル20側に移動させて、スラグを本体30の長さ方向の中心部に移動させ、本体30下部の清浄な状態の溶鋼を、排出領域B側に移動させる。このあと、本体30の中心部に集めたスラグを、制御ダム63の下部に形成された突出部65の上部に積載させる等の方法で溶鋼の湯面から取り上げて、一定量除去することができる。これによって、スラグが本体30の出鋼口側に移動して、出鋼口の内部に流入することを有効に抑制したり防止することができる。
【0112】
本体30への溶鋼の供給が完了すると、鋳造が進むにつれて、本体30の溶鋼レベルが更に低くなって、本体30の内部の残留の溶鋼量が、最低残湯量に達することになる。このような過程の中に、制御ダム63を所定高さに下降させた状態で、固定ダム61側に移動させ、供給領域Aの溶鋼を排出領域B側に移動させて、排出領域Bの溶鋼レベルを制御し、このあと、制御ダム63を固定ダム61に密着させて、溶鋼レベルが高くなった状態で排出領域Bを供給領域から孤立させる。
【0113】
このあと、供給領域Aから孤立された排出領域Bの残留の溶鋼を鋳型に連続して供給し、鋳片に鋳造して、排出領域Bの溶鋼レベルが最低残湯量での溶鋼レベルに達すると、連続鋳造工程を完了する。
【0114】
このように、本体30の内部の残留の溶鋼量が最低残湯量に到達する前に、排出領域Bの溶鋼レベルを容易に上昇させることができる。これによって、本発明の実施例では、出鋼口35へのスラグの流入を抑制または防止することができて、鋳片の品質を確保することができ、溶鋼レベルが上昇するほど、連続鋳造が続けられ、連続鋳造工程の終了時点で本体30の内部の残湯量を減らすことができる。
【0115】
上記において、本発明の実施形態に係る溶鋼処理方法を詳細に説明したが、本発明は、下記の変形例を含んで、多様に構成される。以下、本発明の変形例に係る溶鋼処理方法を説明する。
【0116】
本発明の変形例に係る溶鋼処理方法は、例えば連々鋳工程または異鋼種の連続鋳造工程に適用可能な溶鋼処理方法であって、内部が上側に開放され、底部に出鋼口が形成され、内部を供給領域及び排出領域に分割する複数のダムが設置される本体を用意する段階と、複数のダムを用いて供給領域を排出領域から孤立させる段階と、供給領域に溶鋼を供給する段階と、複数のダムを用いて供給領域と排出領域とを接続させる段階と、複数のダムを用いて排出領域を供給領域から孤立させ、排出領域の溶鋼レベルを制御する段階とを含む。
【0117】
ここで、排出領域の溶鋼レベルを制御する段階は、供給領域から孤立された排出領域の残留の溶鋼で鋳片を鋳造し、供給領域に後続溶鋼を供給する段階と、複数のダムを用いて供給領域と排出領域とを接続させて、後続溶鋼を排出領域に供給する段階と、複数のダムを用いて排出領域を供給領域から孤立させ、排出領域の溶鋼レベルを制御する段階と、供給領域から孤立された排出領域の残留の溶鋼で鋳片を鋳造する段階をさらに含む。
【0118】
まず、内部が上側に開放され、底部33に出鋼口35が形成され、内部を供給領域A及び排出領域Bに分割する複数のダムが設置される本体30を用意する。このあと、制御部80で、駆動部70を制御して、制御ダム63を固定ダム61に密着させて、供給領域Aを排出領域Bから孤立させる。
【0119】
このあと、本体30の供給領域Aの上部に運搬容器10を位置させ、本体30の供給領域Aの内部に溶鋼を供給する。このように、溶鋼Mは、供給領域Aでのみ供給することができて、溶鋼レベルが急速に上昇する。
【0120】
即ち、制御ダム63を利用して初期に溶鋼の注入空間を小さくすることができ、これによって、溶鋼レベルを第1ノズル20の下側端部に、従来より少ない量で、従来より速く到達させることができる。
【0121】
溶鋼レベルが上昇して、第1ノズル20の端部のレベルより高くなると、溶鋼の湯面にフラックスFを均一に塗布して、溶鋼の再酸化を迅速に防止する。この時、フラックスFの初期の塗布面積が、従来より小さくなるので、より早い時間に溶鋼の湯面を保護することができる。
【0122】
このあと、溶鋼レベルが上昇して、所定の高さに達すると、制御ダム63を上昇及び移動させて、固定ダム61との密着を解除することで、供給領域Aと排出領域Bとを接続させる。このあと、制御ダム63を第1ノズル20側でストッパー64に密着させたり、第2ノズル40側でストッパー64に密着させて、溶鋼の流動を本体30の下部側に誘導し、排出領域Bに供給される溶鋼が一定のレベルに到達すると、供給領域Aと接続された排出領域Bの溶鋼で鋳片の鋳造を始める。
【0123】
この時、フラックスFの塗布時期を前倒しに応じて、従来より再酸化反応が抑制された清浄な状態の溶鋼を排出領域Bに供給することにより、連続鋳造工程の初期に製造される鋳片に酸化性介在物が混入することを低減でき、これにより初期の鋳片の品質を確保することができる。
【0124】
このあと、本体30の内部に溶鋼を正常状態の溶鋼レベル(working level)に維持しながら、鋳造を連続して実施する。
【0125】
本体30への溶鋼の供給が完了すると、鋳造が進むにつれて、本体30の溶鋼レベルが低くなる。このような過程の中に、制御ダム63を第1ノズル20側に移動させて、スラグを本体30の長さ方向の中心部に移動させ、本体30の下部の清浄な状態の溶鋼を排出領域B側に移動させる。このあと、本体30の中心部に集まったスラグを制御ダム63の下部に形成された突出部65の上部に積載させる等の方法で、溶鋼の湯面から取り上げて一定量除去することができる。これによって、スラグが本体30の出鋼口側に移動して出鋼口の内部に流入することを有効に抑制、防止できる。
【0126】
本体30への溶鋼の供給が完了すると、鋳造が進むにつれて、本体30の溶鋼レベルがさらに低くなって、本体30の内部の残留の溶鋼量が最低残湯量に到達する。このような過程の中に、制御ダム63を所定高さに下降させた状態で、固定ダム61側に移動させ、供給領域Aの溶鋼を排出領域B側に移動させて、排出領域Bの溶鋼レベルを制御し、このあと、制御ダム63を固定ダム61に密着させて溶鋼レベルが高くなった状態で排出領域Bを供給領域から孤立させる。
【0127】
このあと、供給領域Aから孤立された排出領域Bの残留の溶鋼を鋳型に連続して供給し、鋳造を進むことと同時に、供給領域Bに後続溶鋼を供給する。この時、後続溶鋼は、排出領域Bに残留する以前の溶鋼と同じ成分の溶鋼であり、排出領域Bに残留する以前の溶鋼と成分の異なる異鋼種の溶鋼である。
【0128】
このあと、供給領域Aの後続溶鋼の溶鋼レベルが上昇して、所定の高さに達すると、制御ダム63を上昇及び移動させて、固定ダム61との密着を解除することで、供給領域Aと排出領域Bとを接続させる。これによって、供給領域Aに入れられた後続溶鋼が排出領域Bに供給されることができる。このあと、制御ダム63をストッパー64に密着させて溶鋼の流動を本体30の下部側に誘導し、供給領域Aと接続された排出領域Bの溶鋼で鋳片の鋳造を絶えなく連続して実行する。
【0129】
本体30への後続溶鋼の供給が完了すると、鋳造が進むにつれて、本体30の溶鋼レベルが低くなる。このような過程の中に、制御ダム63を第1ノズル20側に移動させて、スラグを本体30の長さ方向の中心部に移動させ、本体30の下部の清浄な状態の溶鋼を排出領域B側に移動させる。このあと、本体30の中心部に集まったスラグを制御ダム63の下部に形成された突出部65の上部に積載させる等の方法で、溶鋼の湯面から取り上げて、一定量除去することができる。これによって、スラグが本体30の出鋼口 側に移動して、出鋼口の内部に流入することを有効に抑制、防止できる。
【0130】
本体30への後続溶鋼の供給が完了すると、鋳造が進むにつれて、本体30の溶鋼レベルがさらに低くなって、本体30の内部の残留の溶鋼量が最低残湯量に到達する。このような過程の中に、制御ダム63を所定高さに下降させた状態で、固定ダム61側に移動させ、供給領域Aの溶鋼を排出領域B側に移動させて、排出領域Bの後続溶鋼の溶鋼レベルを上昇させ、このあと、制御ダム63を固定ダム61に密着させて溶鋼レベルの高くなった状態で排出領域Bを供給領域から孤立させる。
【0131】
このあと、供給領域Aから孤立した排出領域Bの残留の溶鋼を鋳型に連続して供給し、鋳片に鋳造し、排出領域Bに残留する後続溶鋼の溶鋼レベルが、最低残湯量での溶鋼レベルに到達すると、連続鋳造工程を完了する。
【0132】
このように、本発明の実施例では、連続鋳造工程の初期にフラックスの投入の遅延を防止することができて、本体に受鋼される溶鋼の待機中の露出を最小化して、溶鋼の再酸化を防ぐことができる。これにより、初期の鋳片の品質を有効的に向上させることができる。また、工程の末期に出鋼口の近くに形成されたボルテックスによるスラグの流入を防止するために、溶鋼レベルを局部的に高めることができ、連続鋳造工程の終了時点で、本体に残留する溶鋼の最低残湯量を減らすことができる。異鋼種の連続鋳造工程での場合は、混合部の低減が可能である。
【0133】
このように、本発明の実施例では、連続鋳造工程を円滑に行いながら、連続鋳造工程の初期及び末期に鋳片の品質を確保することができ、実收率を確保することができる。また、異鋼種 連続鋳造工程時に鋳片の混合部を最小化することができる。
【0134】
本発明の前記実施例は、本発明の説明のためのものであり、本発明の限定のためのものではないことを周知しなければならない。本発明は、請求の範囲及びこれと均等な技術的思想の範囲内で、相互に異なる多様な形態で具現されるものであり、本発明の該当する技術分野においての業者は、本発明の技術思想の範囲内で多様な実施例可能であることを理解することができる。