KR100417393B1

KR100417393B1 - 실제제품형상에근접하도록연속주조하는방법및장치

Info

Publication number: KR100417393B1
Application number: KR1019950013859A
Authority: KR
Inventors: 에베르하르트피셔; 헬뮤트마-크; 에르링롤레르
Original assignee: 에스엠에스 메르 게엠베하
Priority date: 1994-05-30
Filing date: 1995-05-30
Publication date: 2004-03-26
Also published as: JP3638670B2; DE59506628D1; DE4419387C1; ATE183421T1; FI109412B; CN1117415A; EP0685281A3; US5632325A; FI952611A0; EP0685281A2; FI952611A; EP0685281B1; JPH07314108A; KR950031320A; CA2150441A1; CA2150441C; CN1086967C; TW272153B

Abstract

본 발명은 후속으로 냉간 가공할 수 있도록 최종 치수에 근접한 동이나 동합금을 소재로 한 스트립, 봉재 또는 관 등의 비철 소재 주물(cast)을 연속 주조하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

본 발명에 따른 방법은, (a) 용용 금속을 수직 주형 내에서 연속 주조하는 단계, (b) 고형화된 빌렛(billet)을 중심부로 안내하여, 표면가공장치에 바로 진입시키는 단계, (c) 빌렛 표면을 제거하는 단계 및 (d) 장치로부터 빌렛의 단편 크기가 정확하도록 절단하는 단계로 이루어진다.

이러한 방법을 실행하기 위한 장치에는, 야금용 베이스(51)와 연결된 베이스 프레임(21)이 있으며, 이 베이스 프레임(21)에는 배출장치(22), 표면가공장치(23), 절단장치(24), 이송·굽힘장치(25) 및 이송 장치(41)가 일렬로 설치되어 있다.

Description

실제 제품 형상에 근접하도록 연속 주조하는 방법 및 장치 {PROCESS AND APPARATUS FOR CONTINUOUS CASTING NEAR NET SHAPE PRODUCTS}

본 발명은 최종 치수에 가까운 주물 형태, 특히 동(銅) 또는 동합금으로 된 스트립(strip), 봉재(bar) 또는 관을 연속 주조하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.

수직 또는 수평 연속 주조장치에서, 스트립, 봉재 또는 관 같은 다양한 주물형태가 주조된다. 이러한 공정에서 냉각된 주형에 용융 금속을 공급하며, 냉각된 주형은 용융 금속으로부터 열을 빼앗으므로, 고상인 주괴 셀(strand shell)이 생기게 된다.

EP 0 203 867 B1에는 금속 제품을 연속주조하기 위한 장치가 개시되어 있다. 이 장치에서 용융 금속은 주조 레이들(ladle)로부터 연속 공급 주형으로 연속 공급된 후, 여기서 배출장치 및 2차 냉각 장치에 공급된다. 마무리 작업이 끝난 스트립은 완전히 고화된 후 방향을 전환하여 권취기(coiler)에 감긴다.

이와 같이 공지된 장치는 스트립의 표면 가공 또는 횡단면 절단을 위한 어떠한 수단도 지니지 않고 있다.

비철 금속을 수평으로 연속 주조하는 장치에서는, 예를 들면 스트립을 기계 가공하기 위하여 밀링 머신을 사용하고, 스트립을 횡으로 절단하기 위하여 부유형 전단기(free-floating shears)를 사용하는 것으로 알려져 있다.

본 발명의 목적은 원하는 형상으로 연속 주조하는 방법 및 장치를 제공하는 것으로서, 구조적으로 간단한 방법을 사용하여 금속 재료의 손실을 최소로 하면서, 최종 냉간 가공에 적합한 산출 품질 및 형태를 지니고, 동 및 동합금을 소재로 한 스트립을 연속 주조하는 것에 관한 것이다.

본 발명은 특허청구범위 제1항에 기재한 방법 및 제7항에 기재한 장치의 특징적인 구성 요소들을 통하여 전술한 목적을 달성한다.

도 1은 본 발명에 따른 연속 주조 방법을 구현하기 위한 장치의 구조를 나타낸 도면이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

* 주조장치

11. 분배장치

12. 두부(頭部)(hot-top)

13. 주형

14. 진동용 구동장치

15. 냉각수 분배장치

16. 안내 롤러

* 장치

21. 베이스 프레임(base frame)

22. 배출장치(withdrawal device)

23. 표면가공장치

24. 절단장치

25. 이송·굽힘장치

26. 베이스 프레임부

* 굽힘장치

31. 스트립 권취기(coiler)

* 수직 장치

41. 이송장치

42. 컨테이너

* 받침

51. 야금용 베이스

52. 작업대

53. 주조대

54. 개구부

S. 빌렛(billet)

A. 초기 봉재(starting bar)

본 발명에 따르면 스트립은 수직인 위치에서 연속 주조되며, 고형화된 후 주형에서 벗어나 중심화된 방법으로 배출되어 바로 표면가공장치로 진입한다. 주형에서 수직으로 배출되는 스트립이 정밀하게 안내되므로, 전조 기계(threading machine)를 사용할 필요가 없다. 진동하는 주형을 지니고 스트립을 연속 이동시키는 장치의 경우, 표면가공장치를 스트립의 이동에 따라 조정하는 특수 장치들이 불필요하다.

진동하는 주형을 지닌 수직형 주조에서는 고정형(static) 주형에 나타나는 결함이 없어질 뿐만 아니라, 미약하나마 스트립 표면에 영향을 주는 편석(segregation)이 없으므로, 표면의 소재를 소량만 제거할 수 있다.

고주파에서 진동하는 수직형 주형을 사용하고, 스트립 배출을 선속도(linear rate)로 하여 특히 편석이 없는 제품을 제조한다.

스트립 표면의 소재를 제거하여 결함 없는 스트립을 원하는 대로 가공할 수 있는데, 예를 들면 굽힐(bending) 수 있고, 또한 굽힌 후 바로 권취할 수 있다. 이와 같은 방법은 편석이 발생하는 경향이 있는 합금, 특히 주석-청동 또는 인-탈산동을 연속 주조시에 매우 중요하다. 예를 들면, 주석-청동은 주석 농도로 인하여 스트립 표면에 균열을 형성시키는 경한 상을 지닌다. 예를 들면, 스트립을 예비처리없이 굽히는 경우, 굽은 스트립의 외부면 상의 표면 균열이 더욱 깊어지고, 내부면의 균열은 처음에 압축되다가 나중에 역으로 굽어져, 특히 사전 압축으로 넓어지므로, 이러한 균열이 더욱 심화된다.

본 발명에 따르면, 스트립의 수직 영역에서 표면을 제거하여 경한 상을 제거하므로 스트립을 원하는 대로 가공할 수 있다. 스트립의 품질을 개선하면서 기계가공을 줄이므로, 산출량이 많아지고, 표면 결함을 방지하여 생산용 프로그램을 현저하게 확대시킨다.

본 발명에 따른 장치는 야금용 베이스와 연결된 하나의 베이스 프레임만을 필요로 한다. 이러한 베이스 프레임에는 인발 장치, 가공 장치, 절단 장치 그리고 경우에 따라서는 스트립 방향 전환 장치가 배열되어 있다. 이와 같은 방법으로 수직 장치에 드는 통상적으로 비교적 높은 투자 비용이 현저히 감소된다.

표면가공장치를 스트립 방향 전환 장치 후단에 수평으로 설치하는 경우, 스트립을 표면가공장치에 정확하게 진입시키기 위해서는 스트립을 역으로 굽히는 장치 및 직선화하는 장치가 필요한 데, 이러한 장치에는 비용이 많이 소요된다.

본 발명은 연속 배출장치내에 있는 컨테이너를 절단장치 속에 바로 배치했다는 점에서 특이한 이점이 있는데, 이것은 이로써 특히 굽힐 때 손상되기 쉬운 소재를 생산할 수 있기 때문이다.

본 발명의 실시예를 첨부한 도면에 나타낸다.

도 1은 주조대(53)에 배치된 주조장치를 나타낸다. 이 주조장치는 분배장치(11), 두부(頭部)(hot-top)(12) 및 주형(13)으로 이루어지며, 주형(13)은 2차 냉각을 시키는 진동용 구동 장치(14)와 연결되어 있다. 진동용 구동 장치(14)는 냉각수 분배 장치(15) 위에 배치되어 있으며, 냉각수 분배 장치(15)에는 안내 롤러(16)가 구비되어 있다.

주조장치에서 빌렛(S)은 배출장치(withdrawal device)(22)에 의하여 수직 방향 아래로 배출된다. 스트립 진행 방향에서 볼 때, 도 1의 밀링 머신 등의 표면가공장치(23) 및 전단기 등의 절단장치(24)는 배출장치(22)에 이어지고, 밀링 머신과 전단기는 야금용 베이스(51)와 연결된 베이스 프레임(21) 위에 함께 배치되어 있다.

인발용 배출장치(22), 표면가공장치(23) 및 절단장치(24)는 개구부(54)를 구비한 작업대(52)에 접할 수 있다. 개구부(54)를 통하여 배출장치(22) 또는 표면가공장치(23)를 베이스 프레임(21)과 연결할 수 있다.

베이스 프레임(21)은 이송·굽힘장치(25)와, 별개의 이송장치(41)를 포함한다.

이송·굽힘장치(25)를 통하여 빌렛(S)의 이송 방향을 변경하고, 베이스 프레임부(26)에 배열된 스트립을 둥글게 감는 기계인 스트립 권취기(31)에 공급한다.

이송·굽힘장치(25)를 열거나 생략하는 경우, 빌렛(S) 또는 초기 봉재(A)를 이송장치(41)에 의하여 야금베이스(51)내에 구비된 컨테이너(42)에 공급한다. 전술한 것처럼, 이송·굽힘장치(25)를 닫음으로써 빌렛(S)의 자체 방향을 변경하여 스트립 권취기(31)에 공급할 수 있다.

본 발명을 통하여 구조적으로 간단한 방법을 사용하여 금속 재료의 손실을 최소로 하면서, 최종 냉간 가공에 적합한 산출 품질 및 형태를 지닌 동 및 동합금을 소재로 한 스트립을 연속 주조할 수 있다.

Claims

후속으로 냉간 가공할 수 있도록 최종 치수에 근접한 동(銅)이나 동합금을 소재로 한 스트립, 봉재 또는 관 등의 비철 소재 주물(cast)을 연속 주조하는 방법으로서,

(a) 용용 금속을 수직 주형 내에서 연속 주조하는 단계,

(b) 고형화된 빌렛(billet)을 중심부로 안내하고, 표면가공장치에 바로 진입시키는 단계,

(c) 상기 빌렛의 표면을 제거하는 단계 및

(d) 크기가 정확한 상기 빌렛의 단편을 장치에서 분리하는 단계를 포함하며,

상기 수직 주형을 고주파로 진동시키고, 상기 빌렛을 선속도(linear rate)로 하향 이송시키는 연속 주조 방법.
제1항에서,

상기 빌렛을 상기 표면가공장치에서 인발(withdrawal)전에 굽혀서(bending) 권취하는 연속 주조 방법.
제2항에서,

사전에 설정한 스트립 무게에 도달하는 경우, 상기 빌렛을 횡으로 절단하는 연속 주조 방법.
제1항에서,

제거한 상기 빌렛의 표면 깊이가 상기 빌렛 두께의 5% 미만인 연속 주조 방법.
제4항에서,

상기 빌렛 표면을 밀링머신 또는 스케일링(scaling) 제거장치와 같은 기계적인 방법으로 제거하는 연속 주조 방법.
냉간 가공할 수 있도록 제공되고, 최종 치수에 근접한 비철 소재의 주물(cast)을 수직으로 연속 주조하며, 수직으로 배치된 주형에 연결된 주조용 호퍼(hopper)와 통하고 있는 분배장치를 포함하는 제2항에 따른 방법을 실행하는 장치로서,

야금용 베이스(51)와 연결된 베이스 프레임(21)상에 배출장치(22), 표면가공장치(23), 절단장치(24), 이송·굽힘장치(25) 및 이송 장치(41)를 일렬로 설치한 수직형 주조장치.
제6항에서,

상기 표면가공장치(23)는 밀링머신 또는 스케일링 제거장치와 같은 절단장치인 수직형 주조장치.
제6항에서,

상기 절단장치(24)는 전단기(shears)와 같은 기계절단장치인 수직형 주조장치.
제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에서,

스트립 이동 방향으로 상기 절단장치(24)와 상기 이송장치(41) 후단에 컨테이너(42)가 연결된 수직형 주조장치.
제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에서,

스트립 이동 방향으로 상기 절단장치(24) 다음에 이송·굽힘장치(25)가 굽힘장치로서 동시에 형성되고, 상기 이송·굽힘장치(25)에 스트립을 권취하는 스트립 권취기(coiler)(31)가 이어진 수직형 주조장치.
제10항에서,

상기 이송·굽힘장치(25)와 상기 이송장치(41)는 초기 봉재(A)를 삽입할 수 있도록 형성된 수직형 주조장치.