KR100296188B1 - 스틸빌릿을제조하기위한판주형 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 스틸 빌릿, 특히 얇은 슬래브를 제조하기 위한 판 주형에 관한 것으로서, 상기 판 주형은 광면벽들 사이에 삽입될 수 있는 수냉각되는 협면벽을 가진다. 상기 광면벽들은 서로 독립적인 최소한 세 개가 옆으로 나란히 위치하는 냉각 세그먼트들(11 내지 13, 21 내지 23)로 구성된다. 상기 냉각 세그먼트들은 상기 주형의 중심축에 대하여 대칭으로 나뉘고, 상기 주형 출구(29)의 영역에서는 액상의 냉각 매체를 독립적으로 공급하기 위해 분리 연결부들(51, 53, 55)을 가진다.

Description

스틸 빌릿을 제조하기 위한 판 주형
DE 24 15 224에는 슬래브를 위한 판 주형이 개시되어 있는데, 상기 판 주형의 주형벽들은 일정한 냉각영역들을 포함하는 냉각 챔버들을 가진다. 상기 광면의 물 유입관 및 유출관에는 유출되는 열량 또는 냉각성능을 규정하기 위한 측정장치들이 연결된다. 동시에, 상기 측정장치들은 냉각챔버의 냉각능력의 평균값을 동시에 산출하여 그 평균값을 상기 협면들의 테이퍼 비율(taper ratio)을 제어하는 작업자에게 전달된다.
DE 41 17 073 C2에는 슬래브 주형, 특히 사각형 또는 물결 모양의 얇은 슬래브 주형의 열량 측정계의 도움으로 각각의 개별 동판(銅板)에 대한 본질적이면서 고유한 열 전달을 결정하는 방법이 개시되어 있다. 스틸을 향하는 동판의 면, 소위 핫 페이스(hot face)에서 특히 상기 협면의 수냉면으로의 전열면 열부하(heat flux)를 상기 두 개의 광면의 전열면 열부하와 비교하는 "원-라인(one-line)"은 개별적으로 선택된 주조 파라미터(parameter)들에 대하여 독립적으로 상기 협면의 테이퍼 비율의 조절을 가능하게 한다.
그러나 문제는 앞에서 언급된 판 주형에서는 상기 주형 폭에 의한 부분 전열면 열부하에 대하여 전혀 차별되는 점이 없다는데 있다. 이밖에도 장착된 상기 온도 감지기는 주조속도가 1.5 m/min이상일 때, 안정된 주조에 적합하지 않다.
본 발명은 스틸 빌릿(steel billet), 특히 얇은 슬래브(thin slab)를 제조하기 위한 판 주형(plate mould)에 관한 것으로서, 상기 판 주형은 광면벽(broad side wall)들 사이에 결부되는 수냉식 협면벽(narrow side wall)과, 상기 협면벽 및 광면벽으로 형성된 중공 및 주조 원추형을 다양한 빌릿 규격으로 조절하기 위한 장치들 및 진동 장치를 가진다.
도 1은 판 주형 구조의 횡단면.
도 2는 판 주형 구조의 종단면도.
따라서 본 발명의 목적은 주조속도가 1.5 내지 8 m/min인 동종의 판 주형을 창출해내는 데 있으며, 상기 판 주형은 침지 노즐(Tauchausguss(獨文))의 영역에 광면의 중간부를 포함하여 간단하면서도 안정된 온도유도를 가능케 한다.
본 발명의 목적은 특허 청구범위 제1항에 나타난 특징들을 통하여 달성된다. 후속하는 청구항들은 본 발명의 바람직한 추가 형태에 관한 것이다.
본 발명에 있어서 상기 광면벽들은 주조방향으로 서로 독립적인 최소한 세 개의 냉각 세그먼트들로 나뉜다. 이중, 외측 냉각 세그먼트들은 각각의 동일한 구조를 나타내며, 그 사이에 다수의 영역으로 분할될 수 있는 중간 세그먼트를 포함하도록 배열된다.
이러한 배열로 인하여 상기 주형 폭에 대한 부분적인 전열면 열부하에 관하여 차별되는 점이 언급될 수 있다. 이것으로 상기 슬래브 폭에 의한 전열면 열부하 편차가 고려되기 때문에, 근간을 이루는 측정치들이 상기 주형 폭과 주형 높이의 부분에 걸쳐 전체적으로 파악될 수 있다. 특히 주조속도가 1.5 내지 8 m/min일 경우, 슬래브, 특히 얇은 슬래브의 안정된 주조를 위해서는, 특히 상기 슬래브 중앙에서의 상기 광면 특유의 열전달이 중요하게 작용한다. 이를 통해서 나머지 광면들과 협면들에 비하여 상기 침지 노즐의 영역에서 전체 주형 폭과 전체 슬래브 폭에 걸친 일정한 냉각작용이 이루어 질 수 있고, 후술하는 영향력에 의해 야기되는 장애요인들을 방지할 수 있다:
- 침지 노즐로 인한 흐름 방해
- 주조 파우더에서 주조 슬래그로의 용련을 위해 상기 슬래브 폭의
감소된 유효 두께로 인한 상당한 슬래그량 및 이로 이한 유막
- 상기 슬래브 중앙에서 빌릿셸의 높은 멤브레인(membrane) 작용
- 주조 방향에서의 빌릿의 중심축에 대하여 흐름 대칭
- 상기 슬래브 폭에 의한 주조 레벨의 난류
상기 주형 폭과 협면의 영역, 즉 슬래브에 대한 차별되는 고유의 열흐름(heat flow)을 결정하고, 이로 인해 안정된 주조에 영향을 미칠 수 있도록 후술하는 내용의 제어를 목적으로 액추에이터가 장착된다.
- 테이퍼 비율
- 침지 노즐 위치 및 주조 시의 침지깊이 제어
- 침지 노즐에서 경우에 따라, 예를 들어 산소층으로 인한 흐름 변화의
판단 제어
이밖에도 침지 노즐 및/또는 주형형태를 최적화시키는 것이다.
개별적인 세 개의 영역 내에서 상기 물의 유출 온도를 유입 온도에 비교하여 측정함으로써 냉각수 조절을 최적화할 수 있다. 각각의 영역에서 물의 유입, 유출 온도 및 물의 양도 측정되고, 상기 물의 양들도 서로 독립적으로 조절될 수 있다.
본 발명에 따한 최소한 세 개의 영역에의 배열방식과 이러한 영역들에서의 고유의 열흐름을 서로 비교함은 특히 침지 노즐 영역에서의 비대칭성을 인식할 수 있게 한다. 상기 주형 내의 스틸의 난류로 인한 불규칙한 열 전달도 마찬가지로 알 수 있다.
상기 주형 중앙내에서의 가능한 편차는 상기 빌릿의 표면에 세로 균열 심지어는 파손(접착)을 수반한다. 상기 세로 균열은 특히 상기 침지 노즐 영역의 중심축 옆의 슬래브의 중앙 영역, 즉 비교적 얇은 슬래그 유막의 영역에서 발생한다. 상기 비교적 얇은 슬래그 유막은 증가된 두께, 감소된 온도 및 증가된 수축현상의 관점에서 상승된 열흐름과 이로 인한 일부 불규칙한 빌릿셸의 형성으로 이어진다. 상기 일부 불규칙한 빌릿셸의 형성은 세로 균열로 이어지고, 극단적인 경우에는 상기 주형 광면의 중간부 내에서의 빌릿의 접착 및 파손으로 이어진다. 상기 빌릿셸의 장애요인에 병행하여, 동판에 체류시간을 감소시키는 부분적인 온도 부하가 발생한다. 더 나아가서, 상기 장치는 현가장치(suspender)에 의해 파손 위험성을 가진 빌릿이 상기 협면의 방향으로 이동하는 것을 나타낸다. 이는 테이퍼 비율의 조절로 인해 반작용을 가할 수 있다.
가장자리 영역에 대한 중간 영역에서 kcal/min. m2또는 MW/m2단위로 측정된 고유의 열흐름의 편차는 액츄에이터를 위한 직접적인 치수를 제공한다:
- 협면의 테이퍼 비율
- 냉각 영역 각각의 냉각수량
- 주형의 진동폭, 진동수 및/또는 진동형태
- 주조 중의 침지 노즐 침지깊이
여기에서 얻어진 인식은 하기의 내용의 최적화로 이어진다:
- 주형의 형태
- 주조 슬래그
- 침지 노즐 형태의 내부 및 외부가 상기 주형과 연결됨
따라서 본 발명은 주조 중에 특히 파손될 것을 방지하기 위해 주조 파라미터의 변형을 허용할 뿐만 아니라, 최적의 시스템 "주형"에 맞춰진 침지 노즐 형태의 내부 및 외부와 함께 움직이는 상기 주형 형태 및 주조 파우더를 개선할 수 있게 한다.
본 발명의 실시예는 첨부된 도면에 나타나 있다.
도면의 상부에는 상기 주형의 단면의 평면도가 나타나 있다. 도면의 왼쪽에는 슬래브의 연속주조를 위한 곧은 주형이 제시되어 있다. 상기 광면들은 각각 챔버들을 구비하는 제 1측면 세그먼트(11) 및 중간 세그먼트(13) 내지 냉각수를 유도하기 위해 수직으로 배열된 구멍들을 가지는 제 1세그먼트(21)을 가진다.
조절장치(33)에 의해 조절될 수 있는 협면들(31)이 상기 광면들 사이에 끼워 넣어질 수 있다.
상기 도면의 오른쪽에는 소위 울퉁불퉁한 주형이 제시되어 있다. 상기 울퉁불퉁한 주형은 각각 냉각 챔버들을 가지는 광면 세그먼트(12)와 마찬가지로 중간 세그먼트(13) 또는 냉각 구멍을 가지는 측면 세그먼트(22) 및 중간 세그먼트(23)을 가진다. 이러한 실시예에서는 상기 중간 세그먼트들(13 및 23)이 영역(14 및 15 또는 24 및 25)의로 계속해서 분리된다.
조절장치(33)을 위해 액츄에이터(63)에 의해 조절될 수 있는 협면(32)가 상기 광면들(12) 사이에 끼워 넣어진다.
상기 광면들(11 내지 15 또는 21 내지 25) 및 상기 헙면들(31 및 32)은 냉각 매체가 유출입할 수 있게 하는 유입부(51, 53, 55, 57) 및 유출부(52, 54, 56 및 58)을 가진다. 상기 주형의 형틀 내부 공간에는 침지 주조관(41 또는 42)이 장착된다. 상기 내부 공간을 향하는 벽(16 또는 26) 안에는 온도 감지기(61)들이 배열되고, 상기 유입 및 유출관(51 내지 58) 안에는 온도 감지기(64)들이 배열되며, 상기 온도 감지기들은 조절기(62)와 연결되고, 이 조절기(62)는 액츄에이터(63) 또는 도시되지 않은 진동장치에 영향을 미친다.
하부에는 상기 주형의 측면도가 이미 언급된 위치와 동일하게 나타나 있다. 여기에 덧붙여서 상기 협면들(31 및 32)의 하부의 조절장치(34 및 36)가 나타나 있다. 이밖에도 상기 주형 출구에는 참고번호 29를 붙였다.
-위치 리스트-
판 주형의 챔버를 가지는 광면들
11 곧은 주형 제 1측면 세그먼트
12 울퉁불퉁한 주형 제 2측면 세그먼트
13 중간 세그먼트 14 제 1부분 세그먼트
15 제 2부분 세그먼트 16 벽
판 주형의 구멍을 가지는 광면들
21 곧은 주형 제 1광면 세그먼트
22 울퉁불퉁한 주형 제 2광면 세그먼트
23 중간 세그먼트 24 제 1부분 세그먼트의 중간
25 제 2부분 세그먼트의 중간 26 벽
29 주형 출구
협면
31 곧은 주형 32 울퉁불퉁한 주형
33 곧은 주형의 상부 조절장치
34 곧은 주형의 하부 조절장치
35 울퉁불퉁한 주형의 상부 조절장치
36 울퉁불퉁한 주형의 하부 조절장치
침지 주조관
41 원통형 침지 주조관 42 평평해진 침지 주조관
냉각제 시스템
51 제 1측면 세그먼트 유입부 52 제 1측면 세그먼트 유출부
53 중간 세그먼트 유입부 54 중간 세그먼트 유출부
55 제 2측면 세그먼트 유입부 56 제 2측면 세그먼트 유출부
57 협면 유입부 58 협면 유출부
온도측정기
61 감지기 62 조절기
63 액츄에이터 64 냉각수 유입 또는 유출 온도 감지기
I 중심축

Claims (5)

  1. 광면벽-여기서 광면벽들은 서로 독립적인 최소한 세 개가 옆으로 나란히 위치하는 냉각 세그먼트(11 내지 13, 21 내지 23)를 포함하고, 주형의 중심축(I)에 대칭으로 나뉘며, 주형 출구(29)의 영역에서 액상의 냉각 매체의 독립적인 유입을 위하여 분리된 연결부들(51, 53, 55)을 포함함- 사이에 끼워 넣어질 수 있는 수냉각되는 협면벽;
    다양한 빌릿의 규격에 협면벽들과 광면벽들로 형성된 중공 및 주조 원추형을 조절하기 위한 장치(33 내지 36);
    상기 챔버들(11 내지 13)의 빌릿을 향하는 벽(16) 내에 장착되어, 최소한 개별 챔버들(11 내지 13, 12 내지 13) 또는 영역(11 내지 15) 사이의 온도 편차를 파악하는 온도 감지기(61); 및
    냉각제 유입 및 유출관(51 내지 58) 내에 배열된 온도 감지기들(64)
    을 포함하고,
    상기 온도 감지기들(61, 64)은 조절기(controller)(62)와 연결되며,
    상기 조절기는 이에 의해 제어되는 액츄에이터(63)를 통해 상기 협면(31, 32)의 테이퍼 비율을 조절하거나 진동 파라미터의 변형을 통해서 챔버들(11 내지 15) 또는 영역(14, 15) 마다의 고유한 열흐름을 균등하게 하는
    스틸 빌릿을 제조하기 위한 판 주형.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 냉각 세그먼트들이 냉각 챔버들(11 내지 13)로 형성되는 것을 특징으로 하는 판 주형.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 광면벽들의 외부 챔버들(11, 12)은 구조적으로 동일하게 형성되며, 상기 중간 챔버(13)가 계속해서 주조방향으로 정렬된 영역(14, 15)으로 분할되는 것을 특징으로 하는 판 주형.
  4. 제 2항에 있어서, 최소한 개별 챔버들(11 내지 13, 12 내지 13) 및 영역(11 내지 15) 사이의 온도 편차를 감지할 수 있는 온도 감지기(61)가 상기 챔버들(11 내지 13)의 상기 빌릿을 향하는 벽(16) 내에 장착되는 것을 특징으로 하는 판 주형.
  5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 냉각제 유입 및 유출관(51 내지 58) 내에 배열되는 온도 감지기(64)가 조절기(62)와 연결되는 것을 특징으로 하는 판 주형.
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