강 연속 주조에서 턴디쉬와 그 역할

Tundish와 철강 연속 주조에서의 역할

철강의 연속 주조는 널리 사용되는 공정이며 철강 생산에서 중요한 단계입니다. 1950년대 연속주조법이 도입된 이후 전 세계적으로 연속주강의 비중이 크게 증가했습니다. 현재 이 점유율은 약 97%입니다. 그러나 공정 사용의 증가와 동시에 연속 주조 기계의 처리량이 점진적으로 증가하고 주조 제품의 치수가 커짐에 따라 엄격한 품질 요구 사항이 중요하게 되었습니다.

연속 주조 공정에서는 강철 티밍 래들에서 주형으로 액체강을 이송하기 위해 턴디시라고 하는 중간 용기가 사용됩니다. 턴디쉬는 주형 위에 위치하여 강철 티밍 래들에서 액체 강철을 받아 규정된 속도로 주형에 공급합니다. 개재물에 의한 오염을 일으키지 않고 설계된 처리율과 온도에서 균일하게 액체강을 금형에 전달하는 것이 필요합니다. 액강은 국자에서 불연속 2차 야금 공정과 연속 주조 공정을 연결하는 턴디쉬로 흐릅니다.

Tundish는 흐름을 원활하게 하고 금형에 대한 강철 공급을 조절하며 금속을 청소합니다. 턴디쉬 내부에 남아 있는 금속성 잔해는 턴디쉬 두개골로 알려져 있으며 일반적으로 기계적 수단(긁기, 절단)으로 제거해야 합니다. 이렇게 회수된 스크랩은 일반적으로 제강 과정에서 재활용됩니다.

턴디쉬는 배치 레이들 공정과 연속 주조 공정 사이에서 완충 용기 역할을 하는 중요한 역할을 합니다. 연속주조 전의 마지막 야금용기이기도 하여 정확한 조성, 온도, 품질의 강재를 납품하는데 필수적인 역할을 합니다. 이 기능은 철강 제품의 품질에 대한 요구 사항이 점점 더 엄격해짐에 따라 지난 수십 년 동안 점점 더 중요해졌습니다.

연속 주조 공정에서 턴디쉬의 기여는 (i) 주조 주형에 들어가는 액체강 흐름의 안정성에 도달하고, 차례로 일정한 주조 속도를 달성하고, (ii) 일련의 가열을 주조하고, ( iii) 주형에서 액체강의 흐름을 방해하지 않고 완전한 강철 티밍 레이들로 빈 강철 티밍 레이들로 교체하기 위해, (iv) 필요한 경우 두 가지 다른 등급의 강철로 혼합 등급을 만들기 위해, ( v) 개재물 및 슬래그가 턴디시로 들어가 몰드로 미끄러지는 것을 방지할 가능성을 제공하기 위해, (vi) 산화물 개재물 분리를 향상시키기 위해, (vii) 노즐 위에서 몰드까지 일정한 액체 강철 높이를 유지하여 강철 흐름을 일정하게 유지하기 위해 따라서 주조 속도도 일정하고 (viii) 금형에 보다 안정적인 흐름 패턴을 제공합니다.

턴디쉬의 주요 기능은 강철 티밍 래들과 주형 사이의 강철 저장소가 되는 것이며, 다중 가닥 연속 주조 기계의 경우 액체 강철을 다른 몰드에 분배하는 것입니다. Tundish는 강철 국자를 교체하는 동안 연속 주조기에 액체 강철을 공급하여 액체 강철의 완충 역할을 합니다. tundish는 레이들 교체 기간 동안 액강의 저장고 역할을 하고, 레이들 교체로 인해 유입되는 액강이 정지된 경우에도 계속해서 액강을 주형에 공급하기 때문에 다수의 레이들에 의한 순차주조를 한다. 가능합니다.

Tundish는 다양한 가능한 기하학적 구조를 가진 내화 라이닝 ​​용기입니다. 그것은 상단에 내화 라이닝 ​​덮개를 가질 수 있는 내화 라이닝이 있는 개방형 컨테이너입니다. 턴디쉬에는 여러 유형과 모양이 있습니다. 턴디쉬는 일반적으로 길쭉하고 기하학적으로 단순한 모양입니다. 턴디쉬의 모양은 일반적으로 직사각형이지만 델타 및 'T'모양도 때때로 사용됩니다. 다중 가닥 빌렛 및 블룸 연속 주조 기계의 일반적인 턴디쉬 설계 중 하나는 중간 지점에 주입 상자 오프셋이 있는 트로프 모양입니다. 슬래브 연속 주조기의 경우 턴디시는 일반적으로 짧은 상자 또는 통 모양입니다.

Tundish는 유량의 큰 변동 없이 설계된 출력 속도로 액강을 전달하도록 설계되었습니다. 유속은 주로 용융물의 깊이에 의해 제어됩니다. 출구 흐름의 추가 제어는 스토퍼 로드 또는 슬라이드 게이트로 수행할 수 있습니다. 콘센트 수는 수행되는 주조 유형에 따라 다릅니다. 턴디시에서 액체강을 델버하는 금형의 수는 일반적으로 슬래브 연속 주조기의 경우 1~2개, 블룸 연속 주조기의 경우 2~6개, 빌렛 연속 주조기의 경우 2~8개입니다.

턴디쉬 바닥에는 금속 흐름을 제어하기 위한 슬라이드 게이트 또는 스토퍼 로드가 있는 하나 이상의 구멍이 있습니다. 튀는 것을 방지하고 더 부드러운 흐름을 제공하기 위해 연속 주조 기계의 금형에 액체 강철을 공급하는 데 사용됩니다. 턴디쉬에서 액강의 깊이를 일정하게 유지함으로써 금형으로의 액강 공급 속도를 일정하게 유지합니다.

턴디쉬는 종종 두 부분으로 나뉩니다. 첫 번째 섹션은 일반적으로 주입 상자가 있고 액체 강철이 국자에서 공급되는 입구 섹션이라고 합니다. 두 번째 섹션은 액강이 금형으로 공급되는 출구 섹션이라고 합니다. 래들에서 쏟아지는 흐름은 내마모성 충격 패드로 보호되는 턴디쉬 바닥의 위치로 아래쪽으로 향하게 됩니다. 이 위치는 일반적으로 난류를 최소화하기 위해 턴디쉬 노즐에서 가능한 멀리 떨어져 있습니다. 다른 지역에서는 턴디쉬가 내화 라이닝으로 덮여 있습니다.

턴디시는 액강의 연속적인 흐름을 제공하고 2차 정제 장치 역할을 합니다. 연속 주조 턴디쉬의 유동 거동은 철강 생산의 품질과 청결도를 좌우합니다. 턴디쉬에서 액체강의 정제는 체류하는 동안 상부 표면의 비금속 개재물에 대한 부유선광을 통해 수행됩니다. 이러한 부유 개재물은 표면에서 제거됩니다. 턴디쉬 유체 흐름은 개재물 제거 및 체류 시간 계산을 제어하는 ​​데 필수적인 역할을 합니다. 턴디쉬의 최적의 흐름 특성을 달성하기 위해 흐름 제어 장치가 배치됩니다.

댐, 둑, 구멍이 있는 배플 등과 같은 다양한 흐름 제어 장치는 일반적으로 턴디쉬의 길이를 따라 배열됩니다. 액체강의 더 긴 경로는 매크로 내포물의 부상을 촉진하기 위해 턴디쉬에서 액체강의 체류 시간을 연장하기 위해 선호됩니다. 흐름 제어 장치는 또한 액강 표면, 금형에 들어가는 액강 흐름 및 데드 영역에 대한 난류의 해로운 영향을 줄입니다.

Tundish 흐름 최적화는 크기, 모양, 마모 및 배플과 관련하여 그리고 혼합 시간을 예측하는 데 필요합니다. 턴디쉬 유동 최적화의 이점은 (i) 혼합 및 균질화 시간 개선, (ii) 비활성 유동 영역(사수) 식별, (iii) 내화 마모 연장 영역, (iv) 비금속 개재물 분리, 및 (v) 온도 계층화의 제어.

래들과 턴디쉬, 턴디쉬와 몰드 사이의 재산화로부터 쏟아지는 흐름을 보호하기 위한 노즐은 오늘날 거의 모든 연속 주조 기계에 사용되며, 적어도 고급강을 주조할 때 사용됩니다. 그들은 주형에 액강을 분배하기 위해 바닥을 따라 위치합니다. 다양한 디자인의 스토퍼로 제어되는 노즐과 슬라이드 게이트는 모두 레이들에서 턴디쉬로, 턴디쉬에서 금형으로의 강철 흐름을 제어하는 ​​데 사용됩니다. 턴디시에서 액체강의 자유 표면은 일반적으로 액체강으로부터의 재산화 및 열 손실을 피하기 위해 턴디시 플럭스로 덮여 있습니다.

액강의 배출 속도는 노즐의 구멍과 노즐 위의 강압(턴디쉬에서 액강의 높이)에 의해 제어됩니다. 주조되는 단면 크기와 필요한 주조 속도에 따라 다양한 보어가 선택됩니다. 스토퍼 로드 제어 노즐은 알루미늄 킬드강이 생산될 때 슬래브 및 대형 섹션을 주조하는 데 사용됩니다. 이 응용에서, 노즐을 통한 액강의 배출 속도는 노즐 개방과 관련된 스토퍼 헤드의 설정에 의해 수동 또는 자동으로 제어됩니다. 이전의 대형 노즐은 알루미나 축적으로 인해 알루미늄 킬드강 주조에 사용되어 유량 감소를 보상하기 위해 스토퍼 헤드를 올릴 수 있었습니다.

스토퍼 헤드 및 노즐 유닛을 통한 아르곤 버블링의 사용과 함께 탈산 방법의 최근 개발은 알루미나 축적 문제를 최소화했습니다. 턴디쉬로부터의 액강 흐름을 제어하는 ​​또 다른 개발은 국자에 사용되는 것과 유사한 슬라이드 게이트 시스템의 적용입니다. 턴디쉬용 슬라이드 게이트 시스템은 일반적으로 3개의 플레이트 유형으로 구성되며 주조 중 노즐 변경 및 노즐 크기 변경 기능을 제공할 수도 있습니다. 그림 1은 연속 주조기의 턴디시와 구성품을 보여줍니다.

그림 1 연속 주조 턴디쉬 및 그 구성 요소

턴디쉬는 일반적으로 주조 초기 단계에서 액체강의 열 손실을 최소화하고 특히 중요한 노즐 영역에서 금속 응고를 방지하기 위해 주조 전에 예열됩니다. 턴디쉬 커버는 주조 작업 전반에 걸쳐 복사열 손실을 줄이는 데에도 사용됩니다.

턴디쉬 차량은 턴디쉬 이송에 사용됩니다. 턴디쉬를 운반하는 자체 추진 객차입니다. 각각의 턴디쉬는 대기 위치에 있는 가열 장치에 의해 고온으로 가열되고 주조가 시작되기 직전에 턴디쉬 카에 의해 주조 스테이션으로 이송됩니다. 주행 기능 외에도 턴디쉬 카는 각 턴디쉬 하단에 배치된 서브머지 노즐을 금형에 삽입하는 리프팅 기능, 서브머지드 노즐의 위치를 ​​조절하는 센터링 기능, 자동 액강 레벨 조절 기능을 포함한다. 액강을 일정한 수준으로 유지하여 부유선광에 의해 불순물을 분리합니다. 턴디쉬 카의 크기는 일반적으로 가닥의 수가 증가함에 따라 증가하고 인접 장치와의 간섭이 더 빡빡해집니다. 따라서 구조 역학 측면에서 희박한 메커니즘이 필요합니다.

턴디쉬 자동차는 일반적으로 반쯤 매달린 디자인이며 주 작동 플랫폼에 장착됩니다. 일반적으로 유압식이며 주조 또는 가열을 위해 턴디쉬를 지지하고 운반하는 데 사용됩니다. 자동 액강 레벨 제어의 중요한 장치 중 하나는 칭량 장치로, 시시로 중량이 변하는 동안 각 턴디쉬에 있는 액강의 중량을 고정밀도로 측정하는 데 필요합니다. Tundish 자동차는 중량 측정을 위한 계량 메커니즘을 통합하여 액체 강철의 중량을 지속적으로 모니터링할 수 있습니다.

정상 상태와 비정상 상태의 관점에서 턴디시는 (i) 레이들 교환을 연결하기에 충분한 부피, (ii) 적절한 작동 깊이, (iii) 모든 가닥에 균일한 흐름 분포, (iv) 포함 부유물을 위한 최적의 체류 시간, (v) 조용한 표면, (vi) 적절한 내화물을 포함한 단열 및 화학적 절연, (vii) 수율을 최적화하기 위한 낮은 배수 중량 능력.

야금 원자로 용기로서의 Tundish

강도, 연성, 내구성, 내식성 등의 특성이 개선된 강재에 대한 수요가 지속적으로 존재하며, 이는 다양한 응용 분야에서 요구되고 있습니다. 또한 제강 공정을 보다 에너지 및 비용 효율적으로 만들고 환경 문제를 해결하려는 욕구가 있습니다. 이러한 문제는 주조 전에 용융물의 특성에 대한 최종 제어를 수행하여 원하는 기계적 특성을 가진 최종 철강 제품을 얻는 기능과 함께 턴디쉬가 야금 반응기로 진화하는 것을 촉진했습니다.

턴디쉬는 주조 전 제강 공정의 마지막 단계이기 때문에 용강의 조성을 제어할 수 있는 마지막 기회이기도 합니다. 턴디쉬에서 조성 제어의 주요 형태는 주조 시 액체강에 포함된 비금속 개재물의 수와 크기를 제한하는 것입니다.

액체강이 턴디쉬를 통해 이동하는 동안 액체강은 내화물, 슬래그 및 대기와 상호 작용합니다. 강철의 품질에 대한 지속적인 강조와 함께 턴디쉬가 원래 예상했던 것보다 연속 야금 반응기로서 훨씬 더 중요한 기능을 한다는 것이 점점 더 분명해졌습니다. 따라서 엄격한 구성과 품질의 강철을 제공하려면 턴디쉬의 적절한 설계와 작동이 중요합니다. 현대식 턴디쉬는 개재물 분리, 부유선광, 합금화, 칼슘 처리에 의한 개재물 개질, 과열도 제어, 열 및 조성 균질화와 같은 다양한 야금 작업을 수행할 수 있는 최대 기회를 제공하도록 설계되어 별도의 2차 정제 영역의 개발로 이어집니다. 강철, '턴디쉬 야금'이라고 합니다.

수년에 걸쳐 연속 주조 턴디쉬에 극적인 변화가 있었습니다. 단순한 저수지 및 유통 용기에서 오늘날 턴디쉬는 철강 정제 용기로 간주됩니다. 오늘날 Tundish는 또한 액체강을 제어된 속도로 금형에 공급하고 열 및 화학적 균질화 등과 같은 특정 야금 기능을 수행합니다. 또한 유체 역학, 단열, 포함과 같은 많은 품질 관련 매개변수의 지속적인 개선에 중점을 둡니다. 부상 및 제거, 수소 픽업 등

연속 주조 턴디시는 (i) 제강 품질 체인의 중요한 연결, (ii) 연속 정련소 및 (iii) 야금 신호의 전송기를 포함하는 여러 역할을 합니다. 이 과정의 핵심은 통제되지 않은 턴디쉬가 정제소가 아니라 오염물질이 된다는 것입니다. 턴디쉬가 그 앞에 있는 국자와 그 뒤를 잇는 몰드만큼이나 깨끗한 철강 관행의 일부라는 것은 부인할 수 없습니다. 1차 및 2차 제강 공정에서 강철에 내장된 품질이 턴디쉬에서 손실되는 경우 의도한 용도에 맞는 고품질 제품을 생산하는 능력은 전적으로 금형의 회복에 달려 있습니다. 이것은 강철이 완전히 응고되기 전 마지막 단계에서 강철을 청소할 수 있는 유한한 능력을 제공하는 금형의 경계에 있는 제한된 시간을 고려할 때 훨씬 더 어려운 작업입니다.

턴디쉬의 상단 표면은 대기로부터 보호되어야 합니다. 대부분의 연속 주조기에서 이것은 턴디쉬 플럭스 층을 추가하여 수행됩니다. 턴디쉬 플럭스 층은 표면 슬래그를 생성합니다. 개재물 흡수의 필요성 외에도 턴디쉬 슬래그 층의 주요 기능은 단열, 화학적 절연 및 레이들 슬래그의 완충입니다. 턴디쉬 슬래그 피복은 기본 플럭스(석회/실리카 비율이 2보다 큼)와 같은 복합적으로 설계된 다성분 화학 혼합물이거나 태운 왕겨 재 또는 규조토와 같은 순수한 화학적 절연 산성 슬래그와 같이 단순할 수 있습니다. 둘 다 본질적으로 실리카로 구성되어 있습니다.

턴디시는 액체 강철의 오염 물질로 간주됩니다. 액강의 개재물 형성 및 오염의 주요 원인은 탈산 생성물, Steel Ladle lining 침식 생성물, 레이들로부터 이월된 레이들 슬래그의 혼입, 특히 유입부에서의 과도한 변동에 의한 턴디쉬 슬래그의 혼입, 턴디쉬 내 공기에 의한 강재, TiO2 개재물과 같은 저온에서의 개재물 침전, 턴디쉬 라이닝의 침식, 다양한 슬래그를 액상강으로 유화. 감지할 수 있는 오염은 일반적으로 순차 주조의 일시적인 기간 동안 발생합니다.

오염물 또는 개재물은 액체강이 주조기의 주형으로 공급되기 전에 턴디시를 통해 흐르는 동안 액체강 밖으로 떠야 합니다. 개재물은 (i) 부력 상승 및 상부 슬래그로의 흡수, (ii) 유체 흐름 수송, (iii) 아르곤 기체 기포 부상, (iv) 충돌에 의한 개재물 성장 및 'Ostwald-Ripening 및 부상'을 포함하는 메커니즘에 의해 제거될 수 있습니다. ' 및 (v) 내화물 라이닝에 대한 개재물 흡수. 최종 포함 대상에는 상단 슬래그, 라이닝(안전한 제거) 및 몰드(몰드에서 제거되지 않은 경우 주조 제품의 결함 가능성)가 포함됩니다.

턴디시를 빠져나가는 용융물의 개재물의 수와 크기는 턴디시에서 개재물의 형성 및 성장을 방지하고 레이들에서 턴디시로 이월되는 개재물을 제거함으로써 감소됩니다. 따라서 턴디쉬로 전달되는 액강에 함유된 개재물의 양을 줄이기 위해 레이들 작동 중에 올바른 관행을 따르는 것도 중요합니다.

턴디쉬의 또 다른 중요한 기능은 연속 주조 공정으로 전달되는 액강의 온도를 제어하는 ​​것입니다. 국자에서 액강을 붓는 데 최대 1시간이 소요될 수 있으므로 입구 흐름의 온도는 시간에 따라 변합니다. 턴디쉬 자체의 열 손실과 함께 주조되는 액강의 온도는 주조 순서 동안 변동할 것으로 예상할 수 있습니다. 그러나 액강 온도는 제품의 품질 및 특성, 주조기 작동 및 내화 마모에 영향을 미칩니다. 따라서 변동을 제한하고 온도를 가능한 한 최적 값에 가깝게 유지하는 것이 바람직합니다. 턴디쉬는 완충 탱크로 작동하기 때문에 턴디쉬에서의 혼합이 충분하다면 주조기로 전달되는 액강의 온도 변동을 상당히 줄일 수 있습니다.

액체강에서 슬래그 상으로의 반응 생성물의 부상 및 동화에 이용 가능한 체류 시간의 이점을 최대화하기 위해 턴디쉬에 대해 여러 연구가 수행되었습니다. 반응 생성물은 탈산, 재산화, 침전, 유화 및/또는 내화 성분의 액체 강으로의 비말동반의 생성물일 수 있으며, 따라서 고유 및 외인성 개재물을 모두 포함합니다. 턴디쉬 설계의 건전한 선택을 기반으로 하여 턴디쉬의 작동은 (i) 체류 시간을 최대화하여 Inclusion 부유선광을 촉진하고, (ii) 포로 및 비부식성 슬래그에 의한 Inclusion 동화를 보장하고, (iii) 액강의 열적 및 화학적 손실을 줄이기 위해 (iv) 단락 및 데드 영역을 최소화하기 위해 (v) 작업자에게 품질 및 수율을 위한 최적의 설계를 제공합니다.

턴디쉬를 통한 흐름은 유체역학적 현상입니다. 여기에는 단상 난류 유체 흐름, 가스가 국자 슈라우드에서 주입되는 경우 다상 유체 흐름, 체류 시간 분포, 이동 및 제거와 함께 포함의 성장, 혼합 및 등급 전환, 열 에너지 전달 및 시작 시 와류 형성이 포함됩니다. 그리고 캐스팅 끝. 턴디쉬에서 유체 흐름 최적화의 목적은 액체 강에서 개재물을 제거하기 위한 최상의 흐름 패턴을 달성하는 것입니다. 턴디쉬의 흐름 최적화는 난류 억제제, 충격 패드, 배플, 둑 및 댐과 같은 턴디쉬 모양 및 흐름 제어 장치를 통해 달성할 수 있습니다. 턴디쉬는 (i) 높은 평균 체류 시간, (ii) 작고 심한 난류, 데드 및 단락 회로 체적, (iii) 많은 양의 층류를 제공하여 최적의 흐름과 더 높은 청정도를 실현하는 방식으로 설계되어야 합니다. 영역, (iv) 덮개 슬래그에 의해 동화되는 적절한 난류 영역 및 개재물의 부유에서의 강제 응고 및 (v) 공기 흡수에 대해 액체 강철의 덮개가 없는 표면을 생성하는 '개방(적색) 눈' 방지.

턴디쉬 야금 문제에 대한 솔루션을 찾기 위한 기초에는 몇 가지 기본 요구 사항이 있습니다. 이러한 요구 사항에는 (i) 상점의 페이싱 및 전환 요구 사항에 적합한 턴디쉬 크기의 사용, (ii) 적절한 온도의 액강으로 제 시간에 열을 보내야 하고 적절하게 청소해야 하며, (iii) 국자 없는 개방 성능의 극대화가 포함됩니다. , (iv) 잠겨 있고 완전히 가려진 열의 개방, (v) 슬래그, 라이닝 및 내화물에서 쉽게 환원될 수 있는 산화물을 피하기 위한 자동 레이들 슬래그 감지 및 차단의 활용, (vi) 적용을 충족하도록 슬래그 설계 요구 사항, (vii) 이송 시스템이 누출 또는 공기 흡입의 대상이 되지 않도록 보장, (viii) 부양을 최대화하고 전환을 최소화하기 위해 턴디쉬 흐름 제어 장치(충격 패드 포함) 설계, (ix) 최대 턴디쉬 작동 정상 상태 작동 중 부피, (x) 과도 효과를 최소화하기 위한 불활성 가스 퍼지와 같은 기술 활용, (xi) 가능한 경우 지속적으로 온도 모니터링, (xii) 큰 온도 피하기 안정적인 턴디쉬 흐름을 유지하기 위해 다시 스윙하고, (xiii) 막힘 문제의 근본 원인을 이해하고 해결하고, (xiv) 사람과 금형의 안전을 위협하지 않으면서 수율과 생산성을 극대화합니다.

턴디쉬 내화 라이닝

턴디쉬 라이닝은 야금 시스템의 또 다른 중요한 부분입니다. 라이닝은 불활성이어야 하며 강철의 외인성 개재물에 기여하지 않아야 합니다. Tundish 내화물은 (i) 라이닝 내화물과 (ii) 흐름 제어 장치의 두 가지 범주로 나눌 수 있습니다.

턴디쉬와 관련된 다양한 내화물에는 턴디쉬 라이닝 재료(영구 라이닝 및 작업 라이닝 모두), 댐 및 둑, 충격 패드, 흐름 제어 시스템(모노 블록 스토퍼 또는 슬라이드 게이트), 턴디쉬와 금형 사이의 흐름 보호(슈라우드 또는 잠긴 입구 노즐)가 포함됩니다. ), 턴디쉬 노즐 및 시트 블록. 댐과 둑은 마그네사이트 판 또는 알루미나 벽돌로 만들어집니다. 턴디쉬에서 금형까지의 액체강은 금형의 액체강에 잠긴 노즐에 의해 공급됩니다. 잠긴 입구 노즐은 부식 및 박리에 강해야 합니다. 노즐 막힘도 중요합니다. 알루미나 흑연 용융 실리카가 포함된 등방압 압축 침지 입구 노즐이 일반적으로 사용됩니다.

턴디쉬의 내화물은 주조 공정에서 중단 없이 안전하고 수익성 있는 고품질 생산을 위해 필요합니다. 본질적으로 희생되는 내화물은 철강 생산 공정에 측정 가능한 비용과 품질 영향을 미치므로 통제해야 합니다. 내화물은 턴디쉬에서 강철의 흐름과 에너지를 활용하여 물리적 존재와 제어된 화학 반응을 통해 턴디쉬를 연속적인 정제 용기로 바꾸는 데 도움이 됩니다.

턴디쉬 라이닝 재료는 응고 단계에 가깝기 때문에 액강의 품질에 직접적인 영향을 미칩니다. Tundish 작업 라이닝은 강철과 접촉한 상태로 유지되고 침식은 액체 강철-공기 계면에서 턴디쉬의 액체 강철 레벨 변동과 함께 시작됩니다. 액체 강철에 존재하는 다양한 금속 산화물은 턴디쉬 내화 라이닝의 주요 부식제입니다.

턴디쉬의 내화 라이닝은 라이닝의 품질과 턴디쉬 슬래그의 유형에 따라 정의된 수명이 있습니다. 내화 작업 라이닝 층과 턴디쉬 슬래그 사이의 화학 반응은 특히 높은 순서의 주조가 있는 경우에 매우 중요합니다.

턴디쉬 내화물은 액강에 대한 저항성(높은 고상선 온도), 턴디쉬 슬래그에 대한 저항성, 낮은 열전도율(좋은 단열 특성), 우수한 안정성(주조 중 내화물의 침식 없음)을 포함하는 다양한 기능을 수행하는 것이 바람직합니다. , 열 충격에 대한 높은 내성, 화학적 불활성, 사용 후 일회용이 필요하며 가격이 합리적입니다. 추가 턴디쉬 내화물은 낮은 산소 포텐셜, 우수한 기계적 저항, 용이한 디스컬링 및 강철에 의한 낮은 수소 픽업을 가져야 합니다.

Tundish의 내화물이 강철과 직접 접촉하는지 여부에 관계없이 이러한 재료를 잘못 선택하거나 적용하면 치명적인 결과를 초래할 수 있으며 작업자의 안전에 영향을 미칠 수 있습니다. 강철 침투 및 궁극적인 턴디쉬 브레이크아웃의 가능성으로부터 보호하는 데 가장 중요한 것은 적절한 단열, 고온 강도 및 내식성 특성을 가진 재료를 선택하는 것뿐만 아니라 조인트를 직선으로 관통하지 않도록 하는 것입니다. 내화물의 계단은 강철이 관통할 경우 동결할 기회를 제공하며 스컬 강철은 위에 있는 액체를 어느 정도 유지하는 역할을 합니다.

턴디쉬에 사용되는 내화물은 높은 안정성과 특수한 물성이 요구됩니다. Tundish는 내화물 응용 분야에서 가장 중요한 영역 중 하나이며 연속 주조 공정에서 가장 큰 '비용 관리 센터' 중 하나이기도 합니다. 턴디쉬와 관련된 다양한 내화물은 턴디쉬 라이닝 재료(영구 라이닝 및 작동 라이닝), 댐 및 둑, 충격 패드, 흐름 제어 시스템(모노 블록 스토퍼 또는 턴디쉬 슬라이드 게이트), 턴디쉬와 몰드 사이의 유출 스트림 보호(슈라우드 또는 수중 진입 노즐)입니다. , 턴디쉬 노즐 및 시트 블록. 턴디쉬 안감에는 다양한 안감 방법이 있습니다. 그림 2는 내화물과 함께 일반적인 턴디쉬를 보여줍니다.

그림 2 내화물과 함께 일반적인 턴디쉬

다양한 턴디쉬 내화 라이닝 ​​방식은 (i) 벽돌 라이닝, (ii) 거너블 라이닝, (iii) 턴디시 보드 라이닝, (iv) 스프레이 라이닝, (v) 건식 라이닝의 5가지 주요 유형으로 분류할 수 있습니다.

벽돌 안감 – 내화 벽돌 라이닝의 개념은 1950년대에 연속 주조가 도입되었을 때 처음 턴디쉬 라이닝에 사용되었습니다. 이 라이닝은 높은 알루미나 벽돌로 만들어졌으며 본질적으로 턴디쉬에 대한 국자 내화 관행의 확장이었습니다. 이러한 유형의 안감과 관련된 여러 가지 어려움으로 인해 대체 안감 관행이 개발되었습니다.

거너블 안감 – Gunnable 라이닝은 벽돌 라이닝과 관련된 일부 문제를 극복하기 위해 일본에서 상업적으로 시작되었습니다. 처음에는 알루미노 규산염 기반이었고 나중에 야금 실습을 지원하기 위해 마그네사이트 기반 또는 기본 유형으로 전환되었습니다. 이 라이닝은 모놀리식 조인트가 없는 구조와 상대적으로 개선된 데스컬링을 제공했지만, 건 라이닝의 상대적으로 높은 밀도로 인해 예열 시간이나 열 손실 방식으로 얻은 것이 거의 없었습니다. 급속 예열 중에 라이닝이 갈라지고 부서지는 경향이 여전히 있었습니다. 이것은 또한 콜드 스타트 ​​연습에 건 라이닝을 사용하는 것을 금지했습니다.

턴디쉬 보드 안감 – 1970년대 중반에 새로운 유형의 턴디쉬 웨어 라이닝이 도입되었습니다. 이 라이닝은 저밀도, 고단열성, 일회용, 사전 성형 및 사전 경화 내화 보드로 구성된 보드 시스템으로 구성되었습니다. 데스컬링이 용이하고 장비 투자가 필요 없으며 다양한 종류의 실리카가 저렴하다는 점도 많은 철강 업체들 사이에서 엄청난 인기를 얻는 데 기여했습니다. 처음에는 '콜드 스타트' 방식만 허용하는 실리카 기반 보드가 사용되었습니다. 마그네사이트 기반 보드는 예열, 즉 고합금 품질 강철 제조에서 낮은 수소 고려사항을 위한 '핫 스타트' 관행의 요구 사항을 충족하기 위해 1980년대 중반에 도입되었습니다. 그러나 노동 집약도, 접합부 및 모래 지지대의 존재, 파손 등은 보드 라이닝 시스템의 고유한 단점으로 남아 있었습니다. 그러나 보드 라이닝 시스템은 인건비가 저렴하고 응용 기술을 쉽게 사용할 수 없는 곳에서 인기가 있습니다.

스프레이 가능한 안감 – 스프레이 가능한 라이닝의 개발은 다른 라이닝 관행과 관련된 어려움을 극복하고 턴디쉬 라이닝 시스템의 자동화를 추진하기 위해 이루어졌습니다. 이 분무 가능한 라이닝 시스템에서는 혼합을 통해 두꺼운 슬러리를 운반할 수 있으며 압축 공기로 '분무'한 후 최종적으로 턴디쉬에 침착할 수 있습니다. 최초의 로봇 적용 시스템은 1982년에 시운전되었으며 1980년대 후반부터 건형 라이닝보다 배치 밀도가 낮고 라이닝 두께를 더 잘 제어할 수 있다는 상당한 이점으로 인해 널리 사용되기 시작했습니다. 유동화 후 건조 분말을 이송할 필요가 더 이상 없었습니다(사포에서 요구됨). 이를 통해 덩어리에 섬유 및 기타 화학 물질을 추가할 수 있었고 균일한 혼합 및 증착이 현실화되었습니다. 라이닝을 예열하고 캐스트를 '핫 스타트' 모드로 가져오거나 실온으로 식힌 다음 '콜드 스타트' 턴디쉬로 사용할 수 있습니다. 양생하는 동안 스프레이 가능한 라이닝은 라이닝 무결성을 보장하기 위해 제어되어야 하며 턴디쉬 영구 라이닝은 만족스러운 배치를 위해 이상적으로 100℃ 미만이어야 합니다. 중량 기준으로 최대 30%의 물이 추가된 분무 가능한 라이닝 및 호스 및 유출의 존재와 같은 습식 공정은 철강 공장의 운영 건강 및 안전 문제를 일으킬 수 있습니다. 그때에도 이 스프레이 라이닝 시스템은 접합부, 모래 지지대, 반발 손실, 먼지 문제, 열악한 단열재 등과 같은 단점을 제거하면서 보드와 총잡이의 많은 장점을 성공적으로 결합할 수 있었습니다.

드라이 라이닝 – 턴디쉬용 건식 라이닝은 아마도 1986년에 유럽에 도입되었습니다. 이 시스템은 건조 분말 형태로 적용되고 턴디쉬 작업 라이닝을 형성하기 위해 물을 추가할 필요가 없다는 점에서 이전의 모든 공정과 다릅니다. 일반적으로 비교적 적은 양의 열(약 160℃)에 의해 활성화되는 수지 결합(결합제/촉매 반응)을 사용합니다. 사용하는 제품에 따라 진동이 필요할 수도 있고 없을 수도 있지만 포머 사용은 필수이며 건조분말은 턴디쉬 퍼머넌트 라이닝과 포머 사이의 틈으로 공급됩니다. 뜨거운 공기는 약 400℃에서 도입되고 가열 사이클은 약 45분이 소요되고 냉각을 위해 추가로 30분이 소요됩니다. 따라서 많은 시간을 절약할 수 있습니다. 부정적인 측면에서 건식 시스템은 밀도가 높기 때문에 단열이 낮습니다.