KR100355000B1 - Continuous casting equipment and method for manufacturing rectangular thin slab - Google Patents

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Abstract

본 발명은 바람직하게는 예를 들어 50 mm로 설정된 경화두께를 가진 강철로 된 박판 슬래브를 제작하기 위한 방법 및 연속 주조 설비에 관한 것이다. 이러한 방법은,The present invention preferably relates to a method and a continuous casting plant for producing a thin slab of steel with a hardening thickness set to, for example, 50 mm. This way,

- 주물이송 영역에서 주물 롤링과,-Casting rolling in the casting transfer area,

- 유압으로 구동되는 플랫폼과,A hydraulically driven platform,

- 주조분말 및 그 공급과,-Casting powder and its supply;

- 특정한 유체 횡단면을 가지는 침전물 주입구와 같은 구성들을 갖추어 최적으로 결합하므로써 최소로 설정된 경화두께 내지는 설비용량에서 최적의 주물표면과 내부 품질을 획득하며 따라서 롤링비용이 최소로 들게 된다.The optimum combination of components, such as sediment inlets with specific fluid cross sections, ensures optimum casting surface and internal quality at minimum hardening thicknesses or plant capacities, resulting in minimal rolling costs.

상기에서 실시된 방법 및 연속주조설비 파라미터의 질적인 조화는 표준적인 200 mm 두께의 슬래브와 비교하여 주조를 표면상의 만족스러운 슬래그 처리 및 침전물의 운동으로 이끈다. 바닥끝에서부터 주조물의 표면까지 이러한 조건은 주물표면과 내부품질 및 주조공정의 신뢰성에 직접적인 영향을 미친다.The qualitative harmonization of the method and continuous casting plant parameters performed above leads to a satisfactory slag treatment on the surface and the movement of the sediment compared to a standard 200 mm thick slab. These conditions, from the bottom end to the surface of the casting, directly affect the casting surface and internal quality and the reliability of the casting process.

Description

직사각형의 박판 슬래브 제작을 위한 연속 주조 설비 및 그 방법Continuous casting equipment and method for manufacturing rectangular thin slab

예를 들어, DE 37 09 188 Al에서 납작한 침전물 주입구를 사용하는 기술이 공지 되어있다. 나아가, 주조과정 중에서도 사인 곡선(정현파)의 편차를 보임에 의해서 진동의 진폭, 주파수 및 파형을 변화시켜 최적인 것을 선택하는 유압으로 구동되는 상승 플랫폼이 일반적인 것이다. 주물을 경화시키는 동안 주물의 내부 품질을 최상으로 유지할 수 있도록 주물두께가 축소되는 주물의 롤링은, 특히 DE 38 18 077 A1에서 공지되어 있다.For example, techniques are known for using a flat sediment inlet at DE 37 09 188 Al. Further, during the casting process, a hydraulically driven lifting platform that changes the amplitude, frequency and waveform of the vibration by selecting a sine wave (sinusoidal wave) deviation to select an optimal one is common. Rolling of castings, in which the thickness of the castings is reduced in order to maintain the internal quality of the castings best during the casting hardening, is especially known in DE 38 18 077 A1.

본 발명은 박판 슬래브 생산을 위한 공정과 같은 연속 주조와 관련된 것이다.The present invention relates to continuous casting such as processes for sheet slab production.

본 발명은 첨부된 도면에 의거하여 상세하게 설명된다.The invention is explained in detail on the basis of the accompanying drawings.

제1도는 잉곳주형 내의 주조 조건.1 shows casting conditions in an ingot mold.

제2도는 두께 200 mm x 폭 1. 000 mm의 슬래브와 관련하여 슬래브 두께에 따라 균일한 표면의 품질을 얻고 일정하게 주조작업을 수행하기 위한 기술적인 소모량.FIG. 2 shows the technical consumption of a uniform surface quality and consistent casting according to the slab thickness in relation to the slab 200 mm thick x 1. 000 mm wide.

제3. 1도 내지 제3. 3도는 두께 200 mm x 폭 1. 000 mm의 슬래브와 관련하여 주조속도에 따라 균일한 표면의 품질 및 슬래브 두께를 얻기 위한 기술적인 소모량.Article 3. 1 degree to 3. 3 degrees is the technical consumption for achieving a uniform surface quality and slab thickness, depending on the casting speed, for slabs 200 mm thick x 1 000 mm wide.

제4도는 두께 200 mm x 폭 1. 000 mm의 슬래브와 관련하여 슬래브 두께에 따른 잉곳주형 내에서 금속물의 유압비.4 shows the hydraulic ratio of the metal in the ingot mold according to the slab thickness in relation to the slab having a thickness of 200 mm x 1. 000 mm.

제5도는 연속주조설비.5 is a continuous casting equipment.

기술적인 면에서, 박한 주물을 제작하려면 복잡한 문제를 해결하여야만 하며, 전체의 연속주조설비에 영향을 미칠 수 있는 전체의 변수는 평균적인 전문가가 완전히 해결하기에는 너무 커서, 이용할 수 있는 여러 가지 해결책들 중 가능한 최소한의 경비로 만족할 만한 결과를 찾는다는 것은 매우 어려운 일이다.From a technical point of view, the production of thin castings has to solve complex problems, and the overall variables that can affect the entire continuous casting plant are too large to be solved by the average expert, which is one of the many solutions available. Finding satisfactory results at the lowest possible cost is very difficult.

본 발명의 목적은 잉곳주형 내에서 뿐만 아니라 주조물을 롤링할 때 이송장치 내에서도 슬래그를 처리하고 주물두께를 줄이는 데 있어서 최적의 조건을 조성하므로써, 소정의 두께를 가진 박판주물을 제작해낼 수 있는 방법 및 연속주조설비를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a method for producing a thin casting having a predetermined thickness by forming an optimal condition for processing slag and reducing casting thickness not only in an ingot mold but also in a feeder when rolling a casting. It is to provide continuous casting equipment.

상기 목적은 특허 청구의 범위 제1항 및 제3항의 특징들을 통하여 해결된다. 종속 항들은 본 발명의 바람직한 실시예를 포함한다. 본 발명의 목적은 예를 들어 수직형의 잉곳주형, 수직으로 굽혀진 형태의 잉곳주형 또는 원호형의 잉곳주형 등 잉곳주형의 종류와는 무관하게 해결된다.This object is solved through the features of claims 1 and 3. Dependent claims include preferred embodiments of the invention. The object of the present invention is solved irrespective of the type of ingot mold such as a vertical ingot mold, a vertically curved ingot mold or an arc ingot mold.

본 발명의 범위 내에서 실행되는 시도는 주물표면의 품질이 본래 슬래그의처리에 달려있다는 것을 밝혀낸다. 이것에 대한 책임은 메니스커스(meniscus), 다시 말하여 슬래그 높이(h슬래그)와 잉곳주형 내에서 높은 온도에서 끓고 있는 침전물로부터 나타나는 주물표면의 높이(h주물표면)를 합한 표면에 있다(제 1도).Attempts to be made within the scope of the present invention reveal that the quality of the casting surface depends on the treatment of the original slag. Responsibility for this lies on the surface of the meniscus, ie the slag height (h slag ) and the height of the casting surface (h casting surface ) resulting from the sediment boiling at high temperatures in the ingot mold. 1 degree).

최적의 윤활과 표면의 홈(산화물(oxidc)의 형태로 주물표면 아래서 현저하게 바로 볼 수 있는 주조분말찌꺼기)을 피하기 위한 기준인It is a standard for optimizing lubrication and avoiding grooves on the surface (cast powder residue which can be seen directly under the casting surface in the form of oxides).

h슬래그 ≥ h주물표면이 충족되어야 한다는 사실이 밝혀진다.It is found that h slag ≧ h casting surface must be satisfied.

상기 슬래그높이(h슬래그)는 잉곳주형 주입구 횡단면의 두께보다 크고 주물표면 높이(h주물표면)는 진동하는 잉곳주형의 진폭에 좌우된다. 슬래그 높이(h슬래그) 및 그것이 구잉곳주형 주입구 횡단면의 두께에 좌우되는 의존도를 조사한다면, 다음과 같은 관계식이 도출됨을 알 수 있다.The slag height (h slag) is greater than the thickness of the cross section of the ingot mold inlet and the casting surface height (h casting surface) depends on the amplitude of the vibrating ingot mold. Investigating the slag height (h slag) and its dependence on the thickness of the ingot-shaped inlet cross section, the following relation can be obtained.

이 관계식은 또한 기술적인 노력으로 예상밖의 다음 결과를 낳게 된다.This relationship also leads to unexpected next results from technical efforts.

즉, 2.736 t/min으로 설정된 주조작업을 위하여 통상적인 200 mm 슬래브를 50 mm 슬래브와 비교하여, 관계식(2)에서 200 mm슬래브에 대하여 수치 1을 할당한다면, 50 mm슬래브에 대한 값은 제2도에서 예상되는 바와 같이 16.62로 상승한다. 다시 말하여, 그 관계식(2)은 주물두께가 축소하는 것에 반비례하며, 여기에서 하나의 지수 곡선이 뒤따르게 된다.That is, for a casting operation set at 2.736 t / min, comparing a conventional 200 mm slab with a 50 mm slab, and assigning a value of 1 for a 200 mm slab in relation (2), the value for the 50 mm slab is the second As expected in the figure it rises to 16.62. In other words, the relation (2) is inversely proportional to the decrease in the casting thickness, where one exponential curve follows.

이에 반하여, 제3도에서 75/100 및 125 mm의 잉곳주형에 대하여 도시되어 있는 바와 같이, 확정된 주물두께에서 주물속도가 높아지는 것으로 그 관계식을 변형하여 보면, 이 관계식은 단지 직선으로, 즉 약간의 상승 직선으로 증가한다.On the contrary, as shown in FIG. 3 for the ingot molds of 75/100 and 125 mm, the relational expression is modified to increase the casting speed at the determined casting thickness. The increase in the straight line increases.

잉곳주형 내에 금속물이 주입됨을 통하여 발생하는 난류현상은 관계식(1)에 상당한 영향을 미친다. 이러한 난류현상은 흔히 침전물의 표면에까지 침투하며 파동운동으로 유도될 수 있다. 이러한 파동의 마루(wave crest)는 슬래브 표면위로 높아질 수 있으며 표면의 윤활을 방해하게 된다. 이러한 난류현상은 특히 침전관 출구 횡단면상에서 잉곳주형의 작업량 및 두께와 폭에 좌우된다. 이제 난류현상에 대한 척도로 유압비를 작업량과 두께의 비율로서 정의하고 다음의 관계식을 제시하여 보자.Turbulent phenomena generated through the injection of metals into the ingot mold have a significant effect on relation (1). This turbulence often penetrates to the surface of the sediment and can be induced by wave motion. This wave crest can rise above the slab surface and interfere with the lubrication of the surface. This turbulence depends on the workload, thickness and width of the ingot mold, particularly on the outlet pipe cross section. Now, let's define the hydraulic ratio as the ratio of workload to thickness as a measure of turbulence phenomena and suggest the following relationship.

200 mm두께의 슬래브와 관련된 유압비의 값은 예를 들어 제 4도에서 추정될 수 있다. 거기에서, 보다 큰 잉곳주형의 두께는 훨씬 더 유리한 유압비를 만든다. 또한 다음의 관계식이 난류현상과 관련하여 중요하다.The value of the hydraulic ratio associated with the 200 mm thick slab can be estimated in FIG. 4, for example. There, the larger ingot mold thickness makes the hydraulic ratio much more favorable. In addition, the following relation is important in relation to turbulence phenomena.

이 외에 잉곳주형 내의 전자석 제동기는 주물표면상의 난류현상을 크게 줄일수 있다.In addition, the electromagnet brake in the ingot mold can greatly reduce turbulence on the casting surface.

검증되어 상기에서 제시된 관계식으로부터 다음과 같은 결과가 뒤따른다. 즉, 예를 들어 100 mm의 슬래브 두께에서 50 mm의 슬래브 두께로 잉곳주형내의 주물두께를 축소하여 선택하면 관계식 (1)을 만족시키는데 큰 문제를 일으킨다. 다시 말하여, 금속물 이송상의 난점을 제외하고, 생성되는 상당히 큰 주물표면을 매끄럽게 하고 나아가 관계식 (4)을 유지하기 위하여, 미소한 잉곳주형 주입구 횡단면에 충분한 주조분말을 공급하는 것이 거의 불가능하게 된다. 이에 반하여, 잉곳주형내에서 예를 들어 75 mm의 주물두께의 주조속도는 주물표면상에 큰 더 이상의 소모없이도 높아질 수 있다. 이것은 다음과 같은 놀라운 해결책을 나타낸다. 즉, 박판 슬래브 주조에 있어서 잉곳주형의 주물두께를 경화가 끝날 때까지(바닥에 이르기까지) 일정하게 유지하는 것은 무의미한 것이고, 오히려 롤링장치로 이송될 때 주물두께를 주물롤링수단의 도움을 받아 축소시켜 목적을 이루게 하는 것이 기술적으로 보다 중요하고 단순한 것이다. 이러한 목적을 위하여 예를 들어 집게 세그먼트로서 형성된 다중 롤링장치(세그먼트 0)가 바람직한 것으로 입증되었다. 제5도는 본 발명의 전체적인 특징을 포함하는 연속주조설비를 도시하고 있다.The following results are obtained from the relations which have been verified and presented above. That is, for example, reducing the thickness of the casting in the ingot mold from the slab thickness of 100 mm to the slab thickness of 50 mm causes a great problem to satisfy the relation (1). In other words, except for the difficulty of transferring metals, it is almost impossible to supply sufficient casting powder to the cross section of the ingot mold inlet in order to smooth the fairly large casting surface to be produced and further maintain the relation (4). . In contrast, the casting speed, for example 75 mm of casting thickness, in an ingot mold can be increased without much further consumption on the casting surface. This represents an amazing solution: In other words, in thin slab casting, it is meaningless to keep the casting thickness of the ingot mold until the end of hardening (down to the bottom), but rather, the casting thickness is reduced with the aid of the casting rolling means when transferred to the rolling apparatus. It is technically more important and simpler to achieve the purpose. Multiple rolling devices (segment 0) formed for this purpose, for example as tong segments, have proven to be desirable. 5 shows a continuous casting plant incorporating the overall features of the present invention.

도면설명Description

1. 주조 분말 18, 최적 주조 분말1. Foundry powder 18, optimum casting powder

2. 분말 Tli, 19. 75 × 800-1,600 mm, 주물2. Powder Tli, 19. 75 × 800-1,600 mm, casting

단계한도 표면상의 (둥든형태) 슬래브형태(Rounded) slab on the step limit surface

3. 주물 표면 또는 외피 20. 11 × 220 mm,3. Casting surface or shell 20. 11 × 220 mm,

주물 표면 높이/밑면 표면 유동 횡단면-주입구Casting Surface Height / Base Surface Flow Cross-Inlet

4. 슬래그, 슬래그 높이 21. 유압 잉곳주형 구동장치4. Slag, slag height 21. Hydraulic ingot mold drive

5, 분말, 분말 높이 22. FST/FTA ≤ 50★)5, powder, powder height 22. FST / FTA ≤ 50

6. 유입구 23. 75 × 800-1,600 mm, 잉곳6. Inlet 23. 75 × 800-1600 mm, ingot

7. 침전물 주형 출구상의 슬래브 상태7. Slab condition on sediment mold outlet

8. 슬래그상의 산류 24. 연결되거나 유압을 이용한8. Acid on slag 24. Connected or hydraulically

9. Vg ≡ 주조 속도 실린더 또는 그와 유사한9. Vg ≡ casting speed cylinder or similar

10. Q 슬래그 ≡ 소모 슬래그 25. 구획부,10.Q slag ≡ spent slag 25. compartment,

11. 공기 예를 들면 집게로서 형성된11. Air formed as forceps, for example

12. 결정 한계, 26. 유압 실린더 또는12. Decision limit, 26. Hydraulic cylinder or

경화 강철/유동 강철 그와 유사한 것Hardened steel / flow steel or the like

13. 주물 표면 27. 50 mm,13. Casting surface 27. 50 mm,

14. 진동 주조 진동에 따른 슬래브 두께진동(상승 높이, 빈도, 형태) 28. 유압 조절 장치를 갖춘14. Vibration of slab thickness due to vibration of casting (rise height, frequency, shape) 28. With hydraulic control device

15. 구리판 구획부 1... n15. Copper plate compartment 1 ... n

16. 분배기 29. Vgmax × 6m/min16. Splitter 29. Vgmax × 6 m / min

17. 유입구, 30. 50 mm, 주물 이송 장치의17. Inlet, 30. 50 mm, of casting feeder

외부수치 210 × 45 mm 끝단에서의 슬래브 두께External slab thickness at 210 × 45 mm ends

내부수치 220 × 15 mmInternal value 220 × 15 mm

★) FST= 침전물 주입구 출구상의 단면★) F ST = cross section on the outlet of the sediment inlet

FTA= 경화된 슬래브의 주물 단면F TA = casting cross section of hardened slab

Claims (4)

침전물 주입구를 통하여 직사각형의 잉곳주형 내로 주물을 주입하는 단계와;Injecting casting into a rectangular ingot mold through a precipitate inlet; 잉곳구형이 진동하는 단계와;Vibrating the ingot sphere; 잉곳주형 운동의 진폭, 파형 및 주파수에따라,Depending on the amplitude, waveform and frequency of the ingot cast motion, 슬래그 높이(h슬래그) ≥ 주물표면 높이(h주물표면) 이라는 조건을 만족시키는 주조분말이 공급되는 단계와;Supplying a casting powder that satisfies the condition of slag height (h slag) ≥ casting surface height (h casting surface); 연속적인 주물두께를 축소시키기 위하여 유체주물 내부에 전자기적인 교반(rabble) 작용에 상응하는 강제적인 대류(convection)를 일관되게 형성하기위하여, 다중 롤링장치(세그먼트 0)에서 여러 단계를 거쳐 직접 잉곳주형 하부에서 주물 횡단면을 축소시키는 단계와,Direct ingot casting through several steps in a multiple rolling device (segment 0) to consistently form a forced convection in the fluid casting, corresponding to electromagnetic agitation, to reduce the continuous casting thickness. Reducing the casting cross section at the bottom, 다중 롤링장치(세그먼트 0)의 끝단에서 주물의 최종두께에 도달하는 단계와;Reaching the final thickness of the casting at the end of the multiple rolling apparatus (segment 0); 다중 롤링장치의 출구에서 최종적인 두께에 도달할 때, 두 단계의 영역(결정체/유체)을 경화하는 단계와;Curing the two stage regions (crystals / fluids) when the final thickness is reached at the exit of the multiple rolling apparatus; FST는 침전물 주입구 출구상의 단면이고, FTA는 경화된 슬래브의 주물단면일 때,이라는 조건을 만족시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 박판 슬래브 제작방법.When F ST is the cross section on the outlet of the sediment inlet, and FTA is the casting cross section of the hardened slab, Laminated slab manufacturing method comprising the step of satisfying the condition. 제1항에 있어서, 주조과정중에서도 잉곳주형 운동을 위한 주파수, 진폭 및파형이 자유롭게 선택될 수 있는 것을 특징으로 하는 박판 슬래브 제작방법.The method of claim 1, wherein the frequency, amplitude, and waveform for ingot casting motion can be freely selected during the casting process. 침전물 주입구와,A sediment inlet, 진동이 주조과정중에서도 주파수, 진폭 및 파형에 있어서 자유롭게 선택될 수 있는 진동하는 직사각형 잉곳주형과,A vibrating rectangular ingot mold, in which the vibration can be freely selected in frequency, amplitude and waveform during the casting process, 슬래그 높이(h슬래그) ≥ 주물표면(h주물표면)의 조건을 만족시키는 주조분말의 진폭, 파형 및 주파수에 따라 공급되는 주조분말 공급기와,A casting powder feeder supplied according to the amplitude, waveform and frequency of the casting powder satisfying the conditions of slag height (h slag) ≥ casting surface (h casting surface), 주물이 다중 롤링장치 출구에서 최종두께로 될 때 여전히 그 핵심부분이 유체상태로 남아있는, 연속적인 주물두께 축소를 위한 다중 롤링장치와,Multiple rolling devices for continuous casting thickness reduction, where the core remains fluid when the casting is brought to final thickness at the exit of the multiple rolling devices, FST는 침전물 주입구 출구상의 단면이고, FTd는 경화된 슬래브의 주물단면일 때,의 조건이 충족되도록 형성되는 침전물 주입구 횡단면과 경화된 슬랩의 횡단면을 포함하는 것을 특징으로 하는 제1항 또는 제2항에 따른 박판 슬래브 제작방법의 실행을 위한 연속주조설비.Where F ST is the cross section on the outlet of the sediment inlet and F Td is the casting cross section of the hardened slab, Continuous casting equipment for the execution of the method for producing a thin slab according to claim 1 or 2, characterized in that it comprises a cross section of the precipitate inlet and a cross-section of the hardened slab formed to meet the conditions of. 제3항에 있어서, 다중 롤링장치에서 로울러는 주물내부가 유체인 상태로 주물두께의 축소를 통하여 교반(rabble) 작업을 완수하고 동시에 내부 균열이 생성되는 것을 피하도록 정렬되어 있는 연속주조설비.4. The continuous casting machine according to claim 3, wherein the rollers in the multi-rolling apparatus are arranged to complete the rabble operation by reducing the thickness of the casting while the inside of the casting is fluid, and to avoid the occurrence of internal cracking.
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