KR100392759B1 - 금속연속주조용주형 - Google Patents

Abstract

본 발명은 서로 대향하는 단부가 개방되어 있으며 탕구측 단부(4)에서의 횡단면이 스트랜드의 출구측 단부(5)에서의 횡단면보다 큰 중공 공간이 마련되는 금속을 연속 주조하기 위한 주형에 관한 것이다. 더 높은 주조 성능을 달성하고, 스트랜드 횡단면에 걸친 균일한 온도 분포하여 더 양호한 스트랜드 품질을 얻을 수 있도록, 주형의 중공 공간은 다중 원추형으로 형성되며, 주형(1)의 중공 공간에 대향하는 냉각면에는 열전도 계수가 높은 하나 이상의 영역(2)이 마련된다. 냉각면은 주형에 있어서 욕조의 탕면 영역(2)에서 주조 방향으로 가늘어지는 요철 구조물이 부분적으로 마련되는 것이 바람직하다.

Description

금속 연속 주조용 주형

본 발명은 금속, 주로 강(鋼)을 연속 주조하기 위한 주형에 관한 것으로서, 특히 대향하는 2개의 단부가 개방되어 있으며 탕구측에서의 횡단면이 스트랜드의 출구측에서와 횡단면보다 더 큰 중공 공간이 마련된 주형에 관한 것이다.

본 발명의 목적은 한편으로 더 높은 주조 성능을, 다른 한편으로 더 나은 스트랜드 품질을 얻을 수 있는 전술한 형태의 주형을 제공하는 것이다. 동시에, 주형의 수명을 연장시키기 위하여 일부 용융된 스트랜드의 열방출을 최적화하여야 한다.

이러한 목적은 본 발명의 청구범위 제1항에 기재된 특징들의 조합에 의해 달성된다.

본 발명의 다른 유익한 구성은 청구 범위의 종속항에 기재되어 있다.

즉, 청구항 제1항에 따른 본 발명은 대향하는 양측에서 개방된 다중 원추형 주형 중공 공간을 구비하며, 탕구측 단부에서의 주형 중공 공간 횡단면이 스트랜드 출구측 단부에서의 주형 중공 공간 횡단면보다 큰 금속 연속 주조용 주형에 있어서, 냉각면은 열전달 계수가 높은 하나 이상의 냉각면 영역을 구비하고, 이 냉각면 영역은 주조 방향을 가로질러 배치된 홈부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 금속 연속 주조용 주형을 제공한다.

청구항 제2항에 따른 본 발명은, 상기 주형은, 중심축이 주조 방향으로 직선형인 주형과, 중심축이 주조 방향으로 곡선형인 주형 및 이들의 조합으로 이루어진군으로부터 선택된 것을 특징으로 한다.

청구항 제3항에 따른 본 발명은, 주조 횡단면은 원형, 다각형, 이중T자형 및 이들과 유사한 형태로 이루어진 군으로부터 선택되는 형태로 형성되는 것을 특징으로 한다.

청구항 제4항에 따른 발명은, 주형의 중공 공간은 3단 원추형 및 포물선형 원추형으로 이루어진 군으로부터 선택되는 원추형으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

청구항 제5항에 따른 발명은, 냉각면에는 요철 구조물이 마련되는 것을 특징으로 한다.

청구항 제6항에 따른 발명은, 냉각면에는 깊이 R_t>1.5 ㎛인 요철 구조물이 기계적으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

청구항 제7항에 따른 발명은, 상기 요철 구조물은 삼각형, 사다리꼴 및 원형으로 이루어진 군으로부터 선택된 형상의 횡단면을 갖는 홈부로서 이루어지며, 이 홈부의 중심간 간격은 1 내지 10 mm인 것을 특징으로 한다.

청구항 제8항에 따른 발명은, 각 냉각면에는 상이한 형태의 구조물, 홈부 및 이들 구조물과 홈부의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 형태가 형성되는 것을 특징으로 한다.

청구항 제9항에 따른 발명은, 상기 요철 구조물은 최대 열방출 영역(욕조의 탕면 영역)에 배치되는 것을 특징으로 한다.

청구항 제10에 따른 방법은, 상기 냉각면에는 주조면의 길이 방향 축선에 대해 대칭인 영역에 걸쳐 연장하고 주조 방향으로 가늘어지는 구조물이 마련되는 것을 특징으로 한다.

청구항 제11항에 따른 방법은, 주형의 중공 공간은 탕구측 단부에 구조 방향으로 좁아지는 볼록부가 마련되는 것을 특징으로 한다.

청구항 제12항에 따른 방법은, 상기 볼록부의 길이는 주형 길이의 50% 이하인 것을 특징으로 한다.

이하, 도면에 도시된 실시예를 참조하여, 본 발명을 상세히 설명한다.

제1도는 정사각형 스트랜드의 단면이 170 × 170 mm²인 강을 연속 주조하기 위한 관형 주형(1)을 도시한다. 곡선형 주형(1: 주조 반경 8000 mm)의 벽 두께는 18 mm이다. 길이가 약 800 mm인 주형(1)의 중공 공간은 2개의 원추형으로 연장하는 영역으로 분할된다. 주조 방향의 부분 길이가 320 mm인 제1 영역은 2.4 %/m의 원추도(conicity)를 갖는다. 이에 이어지는 480 mm의 부분 길이에 대해서는 1 %/m의 원추도가 선택된다.

제1도로부터 알 수 있는 바와 같이, 횡단면이 삼각형인 홈부(3)가 마련된 최적화시킨 냉각면 영역(2)은 탕구측으로부터 아래로 60 mm에 이르는 곳으로부터 시작하여 약 310 mm의 부분 길이로 주형(1)의 냉각면까지 연장한다. 화살표 4는 주형(1)의 탕구측을 나타낸다.

주조 작업시 강 스트랜드의 최적 응고 조건을 얻기 위해서는, 최적화시킨 냉각면 영역(2)을 관형 주형(1)의 곡선형 외측면에만 배치하는 것이 특히 유익하다.

횡단면이 삼각형인 홈부(3)의 중심간의 간격은 주조 방향으로 8 mm이며, 각 홈부(3)의 폭은 4 mm이다. 이 홈부(3)의 표면에 대한 수직 방향의 최대 길이는 1.2 mm이다. 최적화시킨 냉각면 영역(2)의 각종 기하학적 형태의 특징은 주조 기술상의 시험 평가를 통해 조사된다.

제2도에는 다른 실시예가 도시되어 있다. 역시 그 단면이 정사각형인 연속 주조를 하기 위한 관형 주형(1)에는 다수의 원형 홈부(3)로 이루어진 최적화시킨 냉각면 영역(2)이 마련된다. 전체적으로 사다리꼴인 최적화시킨 냉각면 영역(2)은 250 mm의 부분 길이에 걸쳐 연장되며, 주조 방향으로 약 30 % 정도 가늘어진다. 화살표(4)는 탕구측을, 화살표(5)는 스트랜드 출구측을 각각 표시한다.

상기 각 도면에서는, 각각 관형 주형의 곡선형 측면에서 바라 본 도면이 도시되어 있다. 그러나, 본 발명이 블록형 주형 또는 판형 주형에 대해서도 적용될 수 있음은 자명하다.

도 1은 관형 주형의 개략적인 측면도.

도 2는 최적화시킨 냉각면 영역이 마련되어 있는 다른 관형 주형의 측면도.

도 3은 3중 원추부를 가지는 주형 공간의 단면도.

도 4는 곡선형 종축을 갖는 주형 공간의 단면도.

도 5a, 5b 5c는 둥근형, 사각형 및 다각형 단면을 각각 갖는 주형 공간을 도시한 도면.

도 6은 이중T자형 단면을 갖는 주형 공간을 도시한 도면.

도 7a, 7b, 7c는 다양한 적합한 요철 구조의 단면을 도시한 도면.

도 8a, 8b는 탕구측에 팽창부를 가지는 주형의 평면도와 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 주형

2 : 냉각면 영역

3 : 삼각형 홈부

4 : 탕구측 단부

5 : 스트랜드 출구측 단부

Claims (12)

1. 대향하는 양측에서 개방된 다중 원추형 주형 중공 공간을 구비하며, 탕구측 단부(4)에서의 주형 중공 공간 횡단면이 스트랜드 출구측 단부(5)에서의 주형 중공 공간 횡단면보다 큰 금속 연속 주조용 주형(1)에 있어서,

   냉각면은 열전달 계수가 높은 하나 이상의 냉각면 영역(2)을 구비하고, 이 냉각면 영역(2)은 주조 방향을 가로질러 배치된 홈부(3)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 금속 연속 주조용 주형(1).
2. 제1항에 있어서, 상기 주형(1)은, 중심축이 주조 방향으로 직선형인 주형과,

   중심축이 주조 방향으로 곡선형인 주형 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 것을 특징으로 하는 금속 연속 주조용 주형.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 주조 횡단면은 원형, 다각형, 이중T자형 및 이들과 유사한 형태로 이루어진 군으로부터 선택되는 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 금속 연속 주조용 주형.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 주형(1)의 중공 공간은 3단 원추형 및 포물선형 원추형으로 이루어진 군으로부터 선택되는 원추형으로 이루어진 것을 특징으로 하는 금속 연속 주조용 주형.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 냉각면에는 요철 구조물이 마련되는 것을 특징으로 하는 금속 연속 주조용 주형.
6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 냉각면에는 깊이 R_t>1.5 ㎛인 요철 구조물이 기계적으로 형성되는 것을 특징으로 하는 금속 연속 주조용 주형.
7. 제5항에 있어서, 상기 요철 구조물은 삼각형, 사다리꼴 및 원형으로 이루어진 군으로부터 선택된 형상의 횡단면을 갖는 홈부(3)로서 이루어지며, 이 홈부(3)의 중심간 간격은 1 내지 10 mm인 것을 특징으로 하는 금속 연속 주조용 주형.
8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 각 냉각면에는 상이한 형태의 구조물, 홈부 및 이들 구조물과 홈부의 조합으로 이루어진 군으로부터 신택되는 형태가 형성되는 것을 특징으로 하는 금속 연속 주조용 주형.
9. 제6항에 있어서, 상기 요철 구조물은 최대 열방출 영역(욕조의 탕면 영역)에 배치되는 것을 특징으로 하는 금속 연속 주조용 주형.
10. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 냉각면에는 주조면의 길이 방향 축선에 대해 대칭인 영역에 걸쳐 연장하고 주조 방향으로 가늘어지는 구조물이 마련되는 것을 특징으로 하는 금속 연속 주조용 주형.
11. 제1항 또는 제2항에 있어서, 주형(1)의 중공 공간은 탕구측 단부에 주조 방향으로 좁아지는 볼록부가 마련되는 것을 특징으로 하는 금속 연속 주조용 주형.
12. 제11항에 있어서, 상기 볼록부의 길이는 주형 길이의 50 % 이하인 것을 특징으로 하는 금속 연속 주조응 주형.