KR0185608B1 - 이중 t형 예비형강의 연속적 주형 - Google Patents

Abstract

2개의 플랜지부(4,4')와 웹부(5)로 구성된 주형캐버티 단면으로 이루어진 이중 T형 예비형강의 연속적 주형의 경우에서, 첫번째로 주형에 빌레트의 고착이 방지되고 두번째로 단순화된 주형생산을 가능하게 한다. 더욱이 높은 주조속도와 치수가 최종치수에 가능한 한 가깝도록 하는 높은 빌레트 품질을 갖는 관형 주형에서 이런 유형의 형강을 생산하는 것이 가능해야 한다. 이 목적으로 주형캐버티(3)는 각 경우에서 부어넣는 쪽의 주형끝에서 웹부(5)를 따라 양면에 빌레트 출구쪽의 주형끝에서 동일한 주형캐버티 부분(7)에 대하여 벌지(8)의 형태로 단면 확대부가 갖추어져 있다.

웹 벌지(8)의 곡선높이(H)는 부어넣는 쪽의 끝과 빌레트 출구쪽의 끝사이에서 감소해야 하는데 이 감소로부터 결과되는 연관 현(9)의 기하학적 연장이 빌레트의 종축에 가로질러 빌레트셸의 수축량을 완전히 또는 부분적으로 보상하는 방식으로 되어야 한다.

Description

이중 T형 예비형강의 연속적 주형

제1도는 이중 T형 예비거더 형강(doulble T-shaped preliminary girder section)의 부어넣는 쪽에서 관형(管形)주형의 끝의 평면도를 보인다.

제2도는 부어넣는 쪽에서 관형 주형의 추가의 실시예의 끝의 평면도를 보인다.

제3도는 부어넣는 쪽에서 관형 주형의 추가의 실시예의 끝의 평면도를 보인다.

제4도는 제2도의 선 Ⅳ-Ⅳ를 따른 단면을 보인다.

제5도는 제1도의 선 Ⅴ-Ⅴ를 따른 단면을 보인다.

[발명의 분야]

본 발명은 청구범위 제1항의 서문의 특징에 따르는 이중 T형 예비형강의 연속적 주형에 관한 것이다.

[발명의 배경]

프로파일 강을 제조하기 위한 예비형강, 특히 이중 T형 거더의 연속적 주형은 1968년 이래 실제로 공지되어 왔다. 이것의 생산이 상당한 기술지식을 요구하기 때문에 세계적으로 겨우 몇몇 강업자만이 대규모로 이런 예비거더 형강들을 지금까지 생산하고 있다. 그것의 최종치수에 가까운 형강을 생산하는 주형에 대한 일반적 경향은 주형 예비형강들에 대한 관심을 크게 증가시킨다. 이런 경향에도 불구하고, 이런 단면의 주형에 연관된 어려움을 아직 만족스럽게 해결하지 못하고 있다. 오늘날의 주된 문제점은 특히 주형변수가 주형중의 소정의 원추형태의 변수와 일치하지 않을때, 여전히 주형에서 빌릿(billet)의 고착이다. 더욱이 주형생산에 관련된 비용이 매우높다.

독일특허 1 282 861에서는 이중 T형 형강의 연속적 주조를 위한 잉곳 주형을 개시한다. 이중 T형 형강의 수축에 따라, 주형캐비티(cavity)는 플랜지 외부면에서 양의 원추형태와 플랜지 내부면에서 음의 원추형태를 갖는다. 주형캐비티의 기계가공을 개선하기 위해, 주형은 이중 T형 형강의 웹과 평행한 면을 따라 2부분으로 구성된다.

첫번째로 주형에서 충분한 정도로 형성한 빌릿 피층을 냉각하고 두번째로 주형에서 빌릿의 고착을 방지하기 위하여, 양과 음의 주형캐비티 원추형태는 강등급, 주조온도, 주조속도 등등에 적합해야 한다. 파괴가 일어났을때 빌릿이 주형에 고착되면, 그것은 2부분 주형으로부터 이것을 오프닝함으로써 제거할 수 있다. 그러나 이런 잉곳 주형을 제조하는 것은 고가이다. 더욱이, 이런 종류의 주형에서 다른 주조속도는 쉽게 파괴되게 하고 마모를 증가시킨다.

미국특허 4 805 685에서는 또한 이중 T형 형강주조를 위한 주형을 개시한다. 이 주형의 경우에는 웹부에 대한 주형캐비티 단면에 소정의 비율들에 따라 리세스가 형성되어 있다. 웹부와 플랜지부간의 전이부위는 엄밀하게는 평각의 경사로 정의된다. 이들 완만한 전이는 음의 언더컷이나 음의 주형캐비티 원추형태를 없앰으로써 주형캐비티의 생산을 단순화한다. 그러나 이 문헌으로 부터의 기술은 그것의 최종치수에 가까운 부분들의 주조에서 다시 멀어지고, 대응하는 광범위한 롤링 및 형태화가 필요하다.

본 발명은 전술한 단점들을 없애고, 특히 주형에서 빌릿의 고착을 피할 수 있는 이중 T형 예비형강 주형을 제공하는 목적을 기초로 한다. 추가의 목적은 그 최종치수에 가까운 치수를 갖고 최소의 축소단계를 필요로 하는 예비거더 형강의 주조에 있다. 이러한 종류의 이중 T형 예비형강은 또한 주조속도, 주조온도와 같은 여러 가지 주조변수로 주조될 수 있으며, 동시에 표면과 구조 모두의 빌릿 품질이 개선될 수 있다. 더욱이, 이것은 주형을 관형이나 잉곳 주형으로서 간단히 제조하는 것이 가능해야 한다.

본 발명에 따르면 이 목적은 청구범위 제1항의 모든 특징에 의해 이루어진다.

본 발명에 따른 주형으로 음의 주형 캐비티 원추형태나 음의 언더컷이 없는 주형을 이용하여 그것의 최종치수에 가까운 치수로 이중 T형 예비형강을 주조하는 것이 처음으로 가능하다. 더욱이 이런 주형은 잉곳이나 플레이트 주형으로서 제조될 뿐만아니라 비교적 간단한 도구를 이용하여 실질적으로 점더 경제적인 관형 주형으로서도 제조될 수 있다. 더욱이 주형내의 계획적인 빌릿 피층변형을 사용함으로써, 주조생산량 및 빌릿 품질특히 빌릿구조를 모두 개선할 수 있다. 파괴할 경우 빌릿이 주형에 고착된다면, 그것은 주형에 음의 언더컷이 없기 때문에 위로 제거할 수 있다. 빌릿 피층이 주형을 통과하는 경로의 함수인 현의 기하학적 연장으로 인해, 여러 가지 주조변수, 특히 여러 가지 주조속도는 균열, 재밍(jamming)등과 같은 장애없이 처리될 수 있다.

실시예에 따라, 웹의 빌릿 피층의 기하학적 연장은 빌릿이 이동하는 방향을 가로질러 빌릿 셀의 수축량을 완전히 보상할 수 있을 정도로 선택될 수 있다. 따라서 빌릿의 중심쪽으로 향하는 인장력은 어떠한 플랜지부에도 가해지지 않는다. 수축 원추형태에 대해서는 각 플랜지부는 처음으로 형강으로부터 분리된 블룸(bloom)으로서 간주될 수 있고, 따라서 연관된 주형캐비티가 형태화될 수 있다. 이 자유로움은 이들 플랜지부로 하여금 그들의 원주를 따라 모두 5개의 한정표면에서 빌릿의 이동방향으로 모여지고 플랜지 치수를 기초로 계산되는 원추형태도가 제공될 수 있게 한다.

종래의 원추형태에 대한 다른 방법으로서 플랜지의 한정표면에서, 빌릿 셀이 주형캐비티를 통과하면서 변형되는 방식으로 주형캐비티의 길이의 적어도 일부를 따라 빌릿의 이동 방향으로 감소하는 벌지가 제공될 수 있다.

추가의 구체예에 따르면 빌릿의 이동방향에 가로질러 웹부의 빌릿 피층의 기하학적 연장도 또한 빌릿 셸의 연관된 수축량을 다만 부분적으로 보상하는 정도로 선택할 수 있다. 따라서 중심쪽으로 향하는 인장력이 양쪽의 플랜지부에 고의적으로 도입된다. 이들 인장력은 웹부의 빌릿 셸과 인접한 플랜지 내부면의 아직 얇은 빌릿 셸을 빌릿의 중심쪽으로 당기기 위한 것이다. 이 방법단계는 웹부와 인접한 플랜지 내부면의 주형벽 부분을 빌릿의 이동방향과 실질적으로 평행하게 형성되도록 허용한다. 목적을 이루는 이 방법은 맨드릴에 의해 형성된 관형 주형의 경우에 특히 유리할 수 있다.

빌릿의 품질을 이유로 또는 주조생산량을 증가시키기 위해, 빌릿 피층의 변형은 주형캐비티의 추가에 원주부위에서 바람직할 수도 있다. 구체예에 따라서, 주형캐비티는 주형의 부어넣는 쪽에 2개의 반대의 플랜지부의 외부면들에 및/ 또는 4개의 측면플랜지 한정표면에 및/ 또는 플랜지 내부면에 빌릿 출구쪽의 끝에서 동일한 주형 캐비티 부분에 관하여 벌지의 형태인 주형캐비티 단면 확대부로 이루어지는 것과 벌지의 곡선높이(H)가 주조작업동안 주형캐비티에서 형성하는 빌릿 셸이 이것을 통과함에 따라 변형되는 그러한 방식으로 빌릿 이동방향으로 감소하는 것을 제안한다. 이 방법의 결과로서, 최적의 접촉과 따라서 실질적으로 증가된 냉각생산량이 예비형강의 각각 또는 모든 한정표면에서 달성될 수 있다.

웹이 길다면, 웹 벌지는 플랜지 사이의 웹길이의 단편에 걸쳐서만 연장될 것이다. 그러나 구체예에 따라서, 웹 벌지가 플랜지 연결홈으로 전체의 웹길이에 걸쳐 연장된다면 특히 유리하다.

벌지는 점선, 직선으로 한정될 수 있다. 구체예에 따르면 곡선, 바람직하게는 원형선으로 빌릿 벌지를 한정하는 것이 제안된다.

웹 및/ 또는 2개의 플랜지에서의 벌지는 예컨대 주형출구 바로 앞에서 완전히 원래 형태로 될 수도 있고, 또는 빌릿은 주형에서 나올 때에 여전히 잔여의 벌지로 이루어질 수 있다. 이것은 섬프팁(sump tip)의 끝에서 또는 이어서 웹의 중심에서 빌릿 변형성을 제공하는데 특별한 가능성을 제공한다.

웹 및 2개의 플랜지의 두께는 이중 T형 거더가 압연되었을때 최적의 구조를 이룰 수 있는 정도의 치수로 한다. 더욱이 최종치수에 가까운 예비형강의 치수 결정과 철일정압력에 대하여 가능한 한 지지가 거의 없는 빌릿의 유도도 또한 치수를 정할때 고려해야만 한다. 추가의 구체예에 따라서 가장 얇은 지점에서 각각 측정한 웹두께 대 플랜지두께의 비는 약 1:1로 결정하는 것을 추가로 제안한다.

벌지의 곡선높이(H)는 주형의 전체길이에 걸쳐 일정하게 또는 차례로 점차 감소할 수 있다. 추가의 구체예에 따르면 곡선높이(H)가 주형길이의 일부에 걸쳐서만 감소한다면 유리할 수도 있다. 전여벌지나 아니면 종래의 주조콘에서 갖는 곧은 주형벽은 원래 형태로 되는 형강의 끝에서 아래쪽으로 배치될 수 있다.

하기에서는 실시예를 참고로 본 발명을 더욱더 설명할 것이다.

제1도는 주형캐비티(3)를 갖는 2로 표시된 관형 주형을 나타낸다. 주형캐비티 단면은 2개의 플랜지부(4,4')와 웹부(5)로 이루어진다. 전이반경(6)은 상기 단면부들을 연결한다. 각 경우에 웹의 양쪽에서 웹부(5)를 따라 부어넣는 쪽에서 주형의 끝에, 빌릿 출구쪽의 끝에서 동일한 주형캐비티 부분(7)에 대하여 웹 벌지(8)의 형태로 주형캐비티 단면의 확대부가 제공되어 있다. 이 실시예에서, 빌릿 출구쪽의 주형의 끝에서 웹 벌지(8)는 0으로 감소하고, 즉 웹부(5)는 직선(9)으로 한정된다. 선(9)은 곡선(10)에 대한 현을 나타낸다.

곡선높이(H)는 부어넣는쪽의 주형끝과 빌릿 출구쪽의 주형끝 사이에서 꾸준히 감소되고, 곡선과 연관된 현은 기하학적으로 연장된다. 고화의 초기에 웹부(5)를 따라 형성되는 빌릿 셸은 주형을 통한 진행이동동안 편평한 표면으로 변형되는 벌지된 형태를 갖는다. 빌릿 셀은 빌릿 이동에 가로질러 동시에 수축을 받지않는다면, 주형출구에서의 곡선(10)과 같은 길이일 것이다. 곡선높이(H)에서의 감소는 결과로서 생긴 현의 기하학적 연장이 빌릿의 이동방향에 가로질러 웹의 빌릿 셸의 수축을 완전히 또는 부분적으로 보상하는 정도의 치수로 한다. 제1도에 따른 실시예에서 현의 연장은 웹부(5)의 빌릿 셸의 수축을 완전히 보상하기 위한 것이다. 따라서 빌릿의 중심으로 향하는 인장력이 플랜지부(4,4')의 어느 쪽에서도 일어나지 않는다. 2개의 플랜지부(4,4')의 주형 캐비티는 빌릿의 이동방향으로 모아지는 원추형태로 모두 5개의 한정표면(12,12',15,15',16 및 13,13',17,17',18)상에 원주를 따라 제공된다. 이 실시예에서, 원추형태는 플랜지 치수에 적합하게 될 수 있다.

제2도에서는 웹부(5)가 벌지(27)를 갖는다. 그것들은 주형출구에서 강편의 이동방향으로 벌지(28)까지 감소되며, 즉 주형으로부터 나오는 주물빌릿은 예컨대 1-3mm의 작은 잔여벌지가 있는 웹부를 갖는데 이것은 빌릿가이드에서 최종고화동안 원래 형태로 될 수 있다. 벌지(23,23',24,24',25,25')의 형태의 단면 확대부는 플랜지부(4,4')에서 플랜지 한정표면들(20,20',21,21',22,22')에 제공된다. 이들 모든 주형 캐비티 벌지는 빌릿의 이동방향으로 감소하고, 그리고 빌릿 출구쪽의 주형끝에서 벌지(23,24,25)의 곡선높이는 0이다. 이들 벌지(23,24,25)는 이들 플랜지부에서 고화의 제어를 개선하고, 더높은 주조속도를 가능하게 한다.

제2도에 따른 실시예에서는 벌지(27)가 원래 형태로 될때 웹부(5)는 빌릿의 이동방향에 가로질러 웹부(5)의 수축을 다만 부분적으로 보상하는 현연장이 갖추어져 있다. 웹수축의 일부는 웹부(5)와 인접하고, 빌릿의 이동방향과 실질적으로 평행한 즉, 어떠한 주조콘도 갖고 있지 않는 플랜지 내부면(19,19',19'',19'' ')의 주형 벽부분들을 형성하는데 활용된다. 이 형성화로 인해 주형생산을 위한 도구가 실질적으로 간단할 뿐만아니라 플랜지내부면(19)을 따라 이런 유형의 이중 T형 예비형강 주형에서 구리관 블랭크의 변형이 실질적으로 더 용이하다.

제3도에서는, 곡선높이(H)가 원래 형태로 될때, 웹부(32)는 빌릿의 이동방향에 가로질러 웹부(32)의 수축을 완전히 보상하는 현(33)의 연장이 갖추어져 있다. 빌릿의 중심을 향하는 인장력은 2개의 플랜지부(4,4')의 어디에도 형성되지 않는다. 제1도의 플랜지부(4,4')의 한정표면(12,13,15,16,17,18)에서 제공된 원추형태 대신에 본실시예에서는 빌릿 출구쪽에 주형끝에서 동일한 주형캐비티 부분들에 대하여 벌지형태로 주형캐비티 단면 확대부들이 부어넣는 쪽에 주형끝에서 모든 한정표면(35∼39)에 제공된다. 벌지의 곡선높이(H)는 주조작업동안 주형캐비티에서 형성하는 빌릿 셸이 이것을 통과하면서 변형되는 방식으로 주형캐비티 길이의 적어도 일부를 따라 감소한다.

제3도에 제공된 벌지는 이들 플랜지부에서 고화의 제어를 개선하고, 특히 단면이 최종치수와 가깝거나 예비형강이 작을때 더 높은 주조속도를 가능하게 하고 및/ 또는 주형밑의 빌릿 지지물의 감소 또는 생략을 가능하게 한다.

제4도에 제2도의 플랜지부(4)의 단면을 보인다. 치수(40)는 주형캐비티(41)의 길이를 나타낸다. 플랜지 내부면(19'')의 주형벽부는 주조방향(42)으로 원추형태를 갖지않고, 플랜지 한정표면(20)은 부어넣는 끝에서 곡선높이(H)를 갖는 벌지(25')를 갖는 높이(43)의 일부에 걸쳐 제공된다. 높이(43)의 끝 부분에서 H=0이다.

제5도는 제1도의 플랜지부(4')의 단면을 보인다. 주형의 길이는 50으로 표시하고, 주형캐비티의 원추형태는 K로 표시한다. 빌릿을 보인 실시예에서는 벌지는 플랜지 연결의 전이반경(6)을 갖는 홈으로 웹의 전체길이에 걸쳐 연장된다. 이런 유형의 홈의 크기는 크게 다양할 수 있다.

모든 벌지는 곡선, 바람직하게는 원형선으로 한정된다.

예비형강의 가장 얇은 지점에서 측정된 웹두께(30)대 플랜지두께(31)의 비는 약 1:1이다.

본 발명은 대칭적 이중 T형 예비형강에 대해서만 적용할 수 있는 것은 아니다. 본 발명에 따른 기술은 예를들면, 철로트랙등에서 사용되는 것과 같은 대칭형 이중 T형 예비형강의 경우에 사용할 수도 있다.

Claims (13)

1. 이중 T형과 유사하고, 2개의 플랜지부(4,4')와 웹부(5)로 이루어지는 주형캐비티 단면을 갖는 예비형강의 연속적 주형에 있어서, 부어넣는 쪽에 주형끝에서 주형캐비티(3)가 각 경우에서 양면의 웹 단면을 따라 빌릿 출구쪽에 주형끝에서 주형캐비티 단면의 동일한 부분(7)에 대하여 웹 벌지(8,27)의 형태인 단면 확대부로 이루어지고, 부어넣은 쪽의 끝과 빌릿 출구쪽의 끝 사이에서 웹 벌지(8,27)의 곡선높이(H)는, 곡선높이(H)의 감소로 결과되는 연관 현(선9)의 기하학적 연장이 빌릿의 종축에 가로질러 웹부(5)의 빌릿 셸의 수축량을 완전히 또는 부분적으로 보상하는 방식으로 빌릿의 이동방향으로 감소하는 것을 특징으로 하는 연속적 주형.
2. 제1항에 있어서, 곡선높이(H)의 감소로 결과되는 연관 현(선9)의 기하학적 연장이, 중심으로 향하는 빌릿의 이동방향에 가로질러 향하는 인장력이 어느 플랜지부(4,4')에도 일어나지 않는 방식으로 웹의 빌릿 셸의 수축량을 보상하는 것을 특징으로 하는 연속적 주형.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 웹부(5)와 인접한 플랜지부(4,4')의 주형캐비티가 상기 플랜지부의 원주를 따라 모두 5개의 한정표면(12, 12', 15, 15', 16 및 13, 13', 17, 17', 18)에서 빌릿의 이동방향으로 모여지고 플랜지 치수를 기초로 계산되는 원추형태를 갖는 것을 특징으로 하는 연속적 주형.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 벌지는 주형캐비티(41)의 길이(43)의 적어도 일부를 따라 빌릿 셸이 이것을 통과하면서 변형되는 방식으로 빌릿의 이동방향으로 감소하는 것을 특징으로 하는 연속적 주형.
5. 제1항에 있어서, 곡선높이(H)의 감소로 결과되는 연관 현(선9)의 기하학적 연장이 웹의 빌릿 셸의 수축량을 부분적으로 보상하고, 빌릿의 이동방향에 가로질러 웹부(5)와 인접한 플랜지 내부면(19, 19', 19'', 19'' ')의 주형 벽부분이 빌릿의 이동방향에 실질적으로 평행하게 배치되는 것을 특징으로 하는 연속적 주형.
6. 제1항, 제2항 및 제5항중 어느 한 항에 있어서, 주형캐비티는 주형끝에서 부어넣는 쪽에 2개의 반대플랜지부의 외부면(20,20')과 4개의 측면플랜지 한정표면(21,21',22,22')에; 또는 2개의 반대플랜지부의 외부면(37,37'), 4개의 횡플랜지 한정표면(36, 36', 38, 38') 및 플랜지 내부면(35, 35' ; 39, 39')에 빌릿 출구쪽의 동일한 주형캐비티의 부분(7)에 대하여 벌지(23, 23', 24, 24')의 형태인주형캐비티 단면 확대부로 이루어지고, 벌지(23,23',24,24')의 곡선높이(H)가 주조작업동안 주형캐비티에 형성된 빌릿 셸이 이것을 통과함에 따라 변형되는 그러한 방식으로 주형캐비티의 길이의 적어도 일부를 따라 빌릿의 이동방향으로 감소하는 것을 특징으로 하는 연속적 주형.
7. 제1항, 제2항 및 제5항중 어느 한 항에 있어서, 빌릿 벌지(8,27)가 플랜지 연결의 전이반경(6)을 갖는 홈으로 전체 웹길이에 걸쳐 연장되는 것을 특징으로 하는 연속적 주형.
8. 제1항, 제2항 및 제5항중 어느 한 항에 있어서, 웹 벌지가 실질적으로 곡선(10)으로 한정되는 것을 특징으로 하는 연속적 주형.
9. 제1항, 제2항 및 제5항중 어느 한 항에 있어서, 부어넣는 쪽의 주형끝에서 웹 벌지(8)가 최고의 곡선높이(H)를 갖는데 이것은 빌릿 출구쪽에서 끝의 방향으로 점차 0으로 감소하는 것을 특징으로 하는 연속적 주형.
10. 제1항, 제2항, 및 제5항중 어느 한 항에 있어서, 각각 가장 얇은 지점에서 측정한 웹 두께(30)과 플랜지두께(31)사이의 비가 1:1인 것을 특징으로 하는 연속적 주형.
11. 제1항, 제2항 및 제5항중 어느 한 항에 있어서, 이중 T형 예비형강이 철로트랙에 대하여 지정되고 단면형태와 단면면적이 다른 플랜지부분 단면들로 이루어지는 것을 특징으로 하는 연속적 주형.
12. 제1항, 제2항 및 제5항중 어느 한 항에 있어서, 빌릿 출구쪽의 주형끝에서 웹부의 주형캐비티 단면이 잔여벌지로 갖추어져 있는 것을 특징으로 하는 연속적 주형.
13. 제1항, 제2항 및 제5항중 어느 한 항에 있어서, 빌릿의 이동방향으로 벌지의 곡선높이 (H)가 전체 주형캐비티의 길이(43)의 적어도 일부에 걸쳐 감소하는 것을 특징으로 하는 연속적 주형.