KR0178519B1 - 박막 금속제품 연속 주조 방법 및 장치와 연속 주조 장치용 롤 - Google Patents

Abstract

박막 금속 제품 주조용 장치는 회전시에 구동된 하나 이상의 롤(1)을 포함하며 냉각벽과 주조공간(4)을 한정하는 측벽(3)을 가진다. 각 롤의 표면은 적어도 세 주변 영역으로 분할되며, 상기 영역중의 하나의 주변 영역(5)이 다른 중간 영역(6)의 거칠기 보다 큰 거칠기를 가진다. 이 장치는 롤의 냉각벽과 접촉하여 응고된 주조 금속의 표피의 단지 일정한 종방향 영역이 선택적으로 구동되는 본 발명에 따른 방법 수행을 허용한다.

Description

박막 금속 제품 연속 주조 방법 및 장치와 연속 주조 장치용 롤

제1도는 본 발명에 따른 두롤 간의 주조를 위한 장치의 개략도.

제2도는 축방향으로 치우친 롤의 경우의 실시예도.

제3도는 인접된 모서리 보다 중간부가 거친 주조표면의 경우의 다른 장치의 평면도.

제4도는 거칠기의 특정 배치에 있어서의 모서리상에 고 거칠기를 가지는 롤의 평면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1, 1' : 롤 3, 3' : 측벽 또는 댐

4 : 주조공간 5, 5' : 가장거친 주변 영역

6, 6' : 중간 영역 7 : 원통형 영역

8 : 거친 영역 8', 8 : 세그먼트 영역

9 : 주변 영역

본 발명은 하나 이상의 롤상에 박막 금속 제품 특히 강시트의 연속주조 방법 및 장치에 관한 것이다.

상기 주조의 형태는 공지되어 있으며, 용융금속을 냉각이동 표면에 접촉하게 된다. 냉각표면과 접촉시, 주조금속은 응고 또는 냉각되며 이동표면을 따라서 열이 구동 또는 흡수된다.

상기 주조형태의 공지된 문제중의 하나는 냉각 표면과의 접촉으로 금속의 균일 응고를 보장하는 것이며, 상기 문제는 냉각 표면과 용융 금속의 접촉시 금속이 응고로 수축하게되어 응고된 금속의 표피(skin)가 주조표면으로부터 국부적으로 떨어지게 되는 사실에 의하여 발생된다. 따라서, 분리가 일어나는 영역에서의 금속냉각은 냉각 표면과의 접촉으로 표피가 잔존하는 영역에 대해 금속냉각이 늦어진다. 평탄한 표면상에서 상기 현상은 무질서한 방법으로 발생하며 그리하여 주조제품의 표면의 양상과 표면 크랙과 같은 결점에 귀착될 수 있는 그 구조 불규칙성이 발생하는 것이 발견되었다.

상기 문제를 극복하고 주조금속의 응고의 균일성을 보장하기 위해 거칠기의 크기에 대해 주조금속이 냉각 표면과 접촉하는 영역의 훨씬 더 균일한 분포에 귀착되어 그로인해 최종제품의 치수의 크기에 대하여 상기 금속의 균일 응고를 부여하는 냉각된 표면에 일정한 거칠기를 부여하는 것이 이미 제안되었다.

상기 형태의 구성은 특히 표면이 치수와 거칠기의 릴피이프, 피크 및 중공의 배치에 의해 한정된 특수한 거칠기를 가지는 주조롤을 나타내는 EP 309247와 JP 62254953 명세서에 개시되어 있다.

특정 거칠기 특성을 가지는 주조표면의 사용이 개선된 품질의 제품 특히, 그 표면에 관련하여 성취되는 것이 허용될지라도, 주조시에 주조금속의 급진전(breakthrough) 또는 부착이 발생하여 주조제품에서의 결함뿐만 아니라 주조작업 자체동안에 중대한 방해도 발생하게 된다. 그와같은 것은 일반적으로 용융 금속을 측방향으로 유지하고 제품의 폭을 한정하는 측벽 또는 댐에 가까운 주조표면의 모서리를 향해 발생된다. 이 측벽이 고정되고 주조제품의 모서리가 측벽으로부터 떨어져서 이에 부착된 채로 유지하려는 경향이 있으므로, 주조표면과의 접촉으로 응고된 금속은 모서리를 따라서 구동된다. 모서리와 제품의 중심영역간의 속도차이로 인해 여전히 불완전하게 응고되어 급진전 또는 제품의 모서리상에 중대한 결점이 발생하게 된다.

본 발명의 목적은 상기 문제를 해결하여 급진전 또는 부착 같은 주조 문제점을 회피하고 그 폭과 특히 모서리에 걸쳐서 만족할만한 품질의 제품을 제공하는 것이다.

이 목적을 위해, 본 발명은 회전시 구동된 하나이상의 롤상에 박막 금속 제품을 주조하기 위한 방법을 제공하는 것이며, 상기 용융 금속은 상기 하나이상의 롤의 회전을 따라서 연속 구동된 고체 금속 표피 형성으로 상기 하나이상의 롤의 냉각된 벽과의 접촉으로 응고된다.

본 발명에 따른 상기 방법은 응고된 표피의 단지 일정한 종방향 영역이 선택적으로 (preferentially) 구동되는데 특징이 있다.

본 발명의 한 실시예에서 상기 선택적으로 구동된 영역(preferentially driven zones)은 모서리에 근접하거나 주조제품의 모서리에 위치한다.

제 1 실시예에서, 응고중에 표피 모서리는 고구동력을 받게 되며, 그 구동력은 고정된 측벽에 대한 부착을 방지하거나 또는 어떤 경우에 부착이 나타나기 시작할때 측벽을 파괴시키며, 이로인해 부착된 금속양이 증가되지 않고 부착의 하류 측상에 액체 금속의 급진전(breakthrough)에 이르게 된다.

응고된 표피의 단지 모서리의 선택적인 구동에 의해 제공된 개선점을 정확하게 설명하는 것은 아직 불가능하다. 한 가설은 측벽 또는 댐의 존재로 인해 표피가 상기 벽에 대항하여 마찰에 의해 유지되는 경향을 가지며 또한 더빠르게 응고되는 경향을 가지는 경우의 모서리의 선택적인 구동은 부착 및 파괴의 상술한 문제를 피할 수 있으며 반면에, 제품의 중간 영역에서 응고된 표피가 저 구동력을 받으며 중간 영역에서 제품의 품질에 해로운 영향을 줄수 있는 상기 구동력에 의해 발생된 표면응력을 받지 않는다.

본 발명에 따른 방법의 다른 실시예는 상기 선택적인 구동 영역이 주조 제품의 모서리로 부터 이격되어 있다.

제 2 실시예는 모서리에 대해 선택적으로 구동되는 표피의 중간영역이다. 이 경우에, 응고과정에서 표피의 모서리는 변형에 대한 일정한 자유의 량을 가지며, 측벽에 대한 부착의 경우에, 이 영역만이 종방향 전단 효과를 받기 쉽기 때문에 방해되며, 균일하게 구동된 제품의 중간영역은 표면응력을 받지않는다. 이경우에 표피 모서리가 측벽상의 마찰에 의해 발생된 응력을 흡수하며 선택적 구동을 받지않는 모서리 영역의 폭을 거쳐 분포된 효과를 가지기 때문이며, 이 효과는 모서리 영역의 폭과함께 증가한다. 물론, 모서리 영역이 특히 방해받기 때문에 주조장치에 남아 있을때 모서리를 다듬어야 할 필요가 있다.

본 발명은 또한 하나 이상의 롤상에 박막 금속제품을 주조하기 위한 장치를 제공하며, 상기 장치는 회전시 하나이상의 롤을 포함하며 냉각벽과 하나이상의 롤과 함께 주조공간을 한정하는 측벽을 가진다.

본 발명에 따른 장치는 상기 하나이상의 롤의 표면이 적어도 세주변 영역으로 분할되며, 상기 영역의 적어도 하나가 다른 영역의 거칠기보다 큰 거칠기를 가진다.

장치의 한 실시예에서, 롤 표면은 측벽에 근접하여 배치된 두 거친 영역을 포함하며, 상기 두 거친 영역 사이에 배치된 제 3 영역의 거칠기 보다 큰 거칠기를 가진다.

장치의 제 1 실시예는 특히 상기 하나이상의 롤의 표면 상에 응고된 표피의 모서리의 선택적 구동을 촉진하기 위해 상술한 방법의 제 1 실시예 수행을 허용하는 것이 명백하다.

장치의 제2 실시예에서, 롤 표면은 거칠기가 다른 영역의 거칠기보다 큰 하나 이상의 거친 영역을 포함하며 이 거친 영역은 측벽으로 부터 이격되어 있다.

장치의 제 2 실시예는 특히 응고된 표피의 중간 영역의 선택적 구동을 용이하게 하고 상기 표피의 모서리의 미끄럼 이동을 허용함으로써 상술한 방법의 상기 제 2 실시예의 수행을 촉진하는 것을 허용한다.

주조제품의 응고의 규칙성에 대한 잇점을 차치하고라도 주조표면의 거칠기에 대한 특징은 고정된 측벽과 함께 금속의 접촉으로인한 공지된 문제를 회피함으로서, 주조 작업의조건 개선에 관여하며 하나이상의 롤상에 주조제품의 생산을 촉진하는 것이 발견되었다.

본 발명의 다른 특징 및 잇점은 예로서 주어진 다수 실시예의 하기 상세한 기술로 명백하게 될 것이다.

제1도는 두롤 간의 주조용 장치의 개략도로, 상기 장치는 화살표(2)의 방향으로 회전 구동된 두롤(1)과 용융금속이 주조과정에서 주입되어 주조공간(4)을 차단하기 위해 롤(1)의 단부에 대항하여 배치된 두고정 측벽(1) 또는 댐을 포함한다.

롤(1)의 원통형 벽은 냉각되고, 공지된 바와같이, 주조 공간(4)으로 주입된 용융금속이 냉각된 벽과 접촉시 냉각 및 응고되고, 두께가 점차적으로 증가하는 응고 금속의 표피를 형성하며, 롤(1)의 축을 포함하는 평면의 영역에서 결합되며, 연속으로 하부에서 추출된 박막 스트립 또는 밴드의 형태로 주조제품을 제조한다.

본 발명에 따르면, 롤(1)의 벽표면이 측벽(3)의 각각에 근접하여 포함되며, 주변 영역(5)은 그 거칠기가 중간 영역(6)의 거칠기 보다 큰 교차해칭으로 나타내었다.

일예로서, 800mm 의 주조표면의 폭에 대해 가장거친 주변 영역(5)의 폭은 약 10mm 이며, 상기 주변 영역(5)의 거칠기(R_Z)는 150㎛ 이며, 중간 영역(6)의 거칠기는 80㎛ 이다. 그러나, 이 값은 롤의 치수, 주조표면 상태 및 주조금속 상태에 따라 상대적으로 크게 변화될 수 있다. 적합하게, 가장거친 주변 영역(5)의 거칠기(R_Z)는 실제로 덜 거친 영역의 거칠기와 동일 또는 두배이상 클것이다.

그와같은 거칠기는 너얼링, 쇼트블라스팅, 전기침식, 해머링등과 같은 방법에 의해 주조 표면에 부과될 수 있다.

거칠기의 형태 또는 형상은 반드시 선택된 방법에 의존할 것이다. 예를들어, 너얼링에 의해 제조된 거칠기의 경우에 있어서는 제1도에 도시한 바와같이 교차 너얼링 형태의 거칠기 또는 제2도에 도시한 바와같이 롤축에 평행한 방향으로 연장되는 홈을 형성하는 직선 횡방향 너얼링의 거칠기로 형성될 것이다.

또한, 다른 영역의 거칠기는 다른 방법으로 제조될 수 있다.

제1도에 도시한 실시예에서, 측벽(3)이 롤과 롤의 원통형 표면과의 접촉으로 배치된 돌출부를 갖지않고 롤의 단부에 대항하여 배치되는 경우 매우 거친 주변 영역(5)이 주조표면의 모서리 즉, 롤의 각 단부에 바로 근접하여 배치된다.

제2도는 롤(1)이 서로 축방향으로 치우치며, 각 측벽(3')이 롤의 단부면에 대항하고, 다른 한편으로는 다른 롤의 원통형 벽에 대항하여 지지된 장치의 실시예를 나타낸다. 일반적인 배치는 축방향으로의 롤의 상대 이동에 의해 주조 공간의 폭의 변화와 박막 스트립 주조의 폭의 변화를 허용하는 것이 이미 공지되었다.

이 경우에 각 롤은 주조표면의 한 모서리상에 큰 거칠기의 주변 영역(5')과 다른 모서리로 부터 일정 거리에서 큰 거칠기의 다른 영역을 포함할 것이며, 이 거리는 측벽사이의 거리에 따라서 한정된다. 측벽과 접촉하는 원통형 영역(7)은 주조 작업 중에 측벽의 마멸의 위험을 피할 수 있는 거칠기를 가진다.

제4도의 평면에 도시한 것과 같은 롤은 제1도에 도시한 장치의 롤(1) 대신에 이용될 수 있다. 이런형태의 롤의 거친 영역(8)은 대안으로 다른 거칠기를 가지는 다수의 세그먼트 영역(8', 8)으로 주변으로 분할되는 특이성을 가진다. 예를들어 세그먼트 영역(8')은 세그먼트 영역(8)의 거칠기 보다 큰 거칠기를 가지며 세그먼트 영역(8)의 거칠기는 그자체가 중간 영역(6)의 거칠기와 동일 또는 더 클수 있다.

예를들어 특정 배치는 상기 모서리부의 선택적 파괴의 영역을 발생함으로써 그와같은 롤의 사용에 의해 얻어진 주조제품의 모서리부의 트리밍(trimming)을 용이하게 한다.

세그먼트 영역(8, 8')의 교대의 변화로 부터 생기는 그와같은 롤의 표면 거칠기의 갑작스런 변화는 거칠기의 변화에 대응하는 영역에서 예를들어 전단에 의해 모서리 부분의 수반되는 트리밍을 용이하게 하는 금속 주조제품의 연화(weakening)가 발견된다.

단지 제1도, 제2도 및 제4도를 참조로 하여 기술된 롤 및 장치의 사용은 측벽에 근접하는 주조표면의 고 거칠기에 의해 응고된 금속표피의 모서리 부분을 따른 구동을 촉진하는 것에 의해 본 발명의 일 실시예에 따른 방법 수행을 허용하는 것으로 이미 이해 되어질 것이다.

제3도에 도시한 장치는 본 방법의 제 2 실시예를 수행하여 적용된다. 장치의 실시예에서 롤(1')은 측벽에 근접 배치된 주변 영역(9)보다 거칠기가 큰 중간 영역(6')을 포함한다.

상술한 바와같이 주변 영역(9)의 거칠기는 이 영역상에 응고된 표피의 모서리부의 다소의 미끄러짐을 허용하게 되며 그 결과, 상기 모서리부가 부착에 의해 측벽에 유지되는 경향을 가진다. 미끄러짐은 주조전의 주변 영역(9)의 윤활 또는 주조동안에 규칙적 윤활에 의해 촉진될 수 있다.

롤(1')의 주변 중간 영역(6')의 거칠기는 물론 상술한 방법에 의해 발생될 수 있다.

본 발명의 범위는 단지 예로서 기술된 장치에 한정되는 것이 아니며, 본 발명은 예를 들어 단일 롤상의 주조용 장치에 적용될 수 있다.

Claims (10)

1. 용융금속이 하나 이상의 롤의 회전에 의해 연속으로 구동된 고체 금속 표피를 형성하여 상기 하나이상의 롤의 냉각벽과의 접촉으로 응고되는, 회전 구동된 하나이상의 롤(1)상의 박막 금속 제품 연속 주조방법에 있어서, 응고된 표피의 단지 일정한 종방향 영역(5, 5', 8)이 선택적으로 구동되는 것을 특징으로 하는 박막 금속 제품 연속 주조방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 선택적으로 구동된 영역(5, 5', 8', 8)이 주조제품의 모서리의 근처 또는 모서리에 배치되는 것을 특징으로 하는 박막 금속 제품 연속 주조방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 선택적으로 구동된 영역이 주조제품의 모서리로 부터 이격 배치되는 것을 특징으로 하는 박막 금속 제품 연속 주조 방법.
4. 회전 구동되며 그벽에 냉각된 하나이상의 롤(1, 1')과 상기 하나이상의 롤을 주조 공간(4)에 한정하는 측벽(3, 3')을 포함하는 하나이상의 롤상의 박막 금속 제품 연속 주조 장치에 있어서, 상기 하나이상의 롤의 표면은 3개 이상의 주변 영역(5, 6)으로 분할되며, 상기 영역중의 하나의 주변영역(5)이 다른 영역(6)의 거칠기보다 큰 거칠기를 가지는 것을 특징으로 하는 박막 금속 제품 연속 주조 장치.
5. 제4항에 있어서, 상기 롤(1, 1')의 표면은 측벽(3, 3')에 각각 인접하여 배치된 두 거친 영역(5)을 포함하며, 그 거칠기가 상기 두 거친 영역 사이에 배치된 제 3 영역(6)의 거칠기 보다 큰 것을 특징으로 하는 박막 금속 제품 연속 주조 장치.
6. 제4항에 있어서, 상기 롤(1, 1')의 표면은 그 거칠기가 다른 영역의 거칠기 보다 하나 이상의 거친 영역(8)을 포함하며, 상기 거친 영역은 측벽(3, 3')으로 부터 이격되어 있는 것을 특징으로 하는 박막 금속 제품 연속 주조 장치.
7. 하나이상의 롤(1, 1')상의 연속 주조 장치용 롤에 있어서, 원통형 주조표면은 적어도 세주변 영역(5, 6)으로 분할되며, 상기 영역중의 하나의 주변 영역(5)이 다른 영역(6)의 거칠기 보다 큰 거칠기를 가지는 것을 특징으로 하는 연속 주조 장치용 롤.
8. 제7항에 있어서, 상기 주조표면의 모서리에 배치된 큰 거칠기의 두 영역(5)을 포함하는 것을 특징으로 하는 연속 주조 장치용 롤.
9. 제7항에 있어서, 상기 주조표면의 모서리에 배치된 두 다른 영역(9)보다 큰 거칠기의 중간영역(6, 6')을 포함하는 것을 특징으로 하는 연속 주조 장치용 롤.
10. 제7항 또는 8항에 있어서, 큰 거칠기 영역(5)의 거칠기는 다른 영역의 거칠기와 동일하거나 두배 큰 것을 특징으로 하는 연속 주조 장치용 롤.