KR100533126B1 - 금속스트립주조방법및장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 롤(16) 들간의 닙(69) 상부에 주조 풀(68)을 형성하도록 기다란 송출 노즐(19)을 경유하여 한 쌍의 칠드 롤(16) 사이에 용탕을 투입하는 트윈 롤 주조 방법 및 그 장치에 관한 것으로서, 상기 닙(69)으로부터 하방 송출되는 응고 스트립(20)을 주조하도록 회전되는 롤(16)들과, 측벽(62)들, 플로어(63) 및, 하부 배출구(64)들을 가지는 상방 개구형 트로프를 구비란 송출 노즐(19)과, 용탕(65)의 유입 흐름을 수용하도록 내부 트로프 채널(85)을 한정하게끔 플로어(63)로부터 기립된 한 쌍의 직립 흐름 배리어 벽(84)들을 포함하며, 배리어 벽(84)들은 배출구(64)들로 유입 용탕꽈 직접 흐름을 방지한다.

Description

금속 스트립 주조방법 및 장치

본 발명은 금속 스트립의 주조에 관한 것으로서, 특히, 철금속 이외의 스트립의 주조도 포함한다.

일반적으로, 금속 스트립은 트윈 롤 주조장치에서 연속 주조된다. 용탕은 금속 셀이 가동 롤 표면들 상에서 응고되도록 냉각되고 상기 롤들간의 닙으로부터 하향 송출되는 응고 스트립을 생산하도록 닙으로 끌어 모으는 한 쌍의 상호 역회전 수평 주조롤들 사이에 투입된다.

이하, 상기 용어 "닙"은 상기 롤들이 상호 가장 근접하게 위치한 일반적인 영역을 언급하기 위해 사용된다. 상기 용탕은 레이들로부터 작은 용기 또는 일련의 작은 용기로 부어져서, 상기 닙 상부에 위치된 금속 송출 노즐을 통해 흘러나와 상기 롤들간의 닙으로 지향되어, 상기 닙 상부에 인접하여 상기 롤들의 주조면들 상에 유지되는 용탕의 주조 풀을 형성한다. 이러한 주조 풀은 상기 롤들의 단부와 슬라이딩 가능하게 맞물려 있는 측방 플레이트들이나 댐들 사이에 한정된다.

비록, 트윈 주조 롤 주조장치에 있어서, 냉각상태에서 급속하게 응고되는 비철금속에는 대부분 성공적으로 적용되지만, 이 경우, 높은 응고점을 가지고 롤들의 칠드 냉각된 표면들에서 불균일하게 응고함에 따른 결함을 야기해 철금속의 주조에서 상기 기술을 적용하는 데 문제점이 있었다.

따라서, 상기 주조 풀로 및 풀 내에서 용탕의 스무드하고도 균일한 흐름을 제공하도록 금속 송출 노즐의 설계에 상당한 주의를 요한다. 미국 특허 제 5,178,205호 및 5,238,050호에는 주조 풀 및 합병수단의 하부로 송출 노즐이 연장되어서, 상기 노즐의 하단이 잠긴 상태에서 슬롯(slot)식 배출구로 노즐을 통해 하향으로 흐르는 용탕의 동력학적 에너지를 저감시키는 장치가 기술되어 있다.

미국 특허 제 5,178,205호에 기술된 장치에 있어서, 동력학적 에너지는 다수의 유출구 및 디퓨저(diffuser) 상부에 위치된 배플(baffle)을 구비한 유동 디퓨저에 의해 감소된다. 상기 디퓨저의 하부에서 용탕은 최소한의 저항을 가지고 주조풀 내로 슬롯(slot)식 배출구를 경유하여 서서히 균일하게 이동한다.

미국 특허 제 5,238,050호에 기술된 장치에 있어서, 용탕의 스트림들은 낙하하여 노즐의 경사진 면에 예각으로 부딪혀 금속이 측벽면에 접합하여서, 배출구로 지향되는 흐름 시트를 형성하게 된다. 다시 말해서, 송출 노즐의 하부로부터 균일하고도 서서히 이동되도록 함으로써, 주조 풀의 파열이 최소화되게 된다.

또, 니폰 스틸 코퍼레이션의 일본 특허 공고 제 5-70537호에는 주조 풀 내로 균일하고도 서서히 용탕이 흘러내리도록 제안된 송출 노즐이 기술되어 있다. 상기 노즐은 다공성 배플/디퓨저와 합치되어서 상기 노즐의 측벽에서 일련의 구멍을 통해 주조 풀 내고 흐르는 용탕의 하방 흐름에서 동력학적 에너지가 제거되게 된다.

상기 구멍들은 롤들의 주조면들을 따라 유입하는 금속을 길이방향으로 향하게 하는 그러한 방식으로 기울어져 있다. 특히, 풀 표면의 교란을 최소화하면서 주조면을 따라 스무스한 균일한 흐름을 일으킬 목적으로, 노즐의 일측의 구멍들은 일방향에서 닙의 유입금속을 길이방향으로 향하게 하고, 타측의 구멍들은 유입금속을 다른 길이방향으로 향하게 한다.

또, 광범위한 시험 프로그램의 결과, 본 발명자는 롤 표면이 일반적으로 풀에서의 '메니스커스(meniscus)' 또는 '메니스커스 영역(meniscus region)'이라 알려진 상기 롤들의 주조 면들과 직면하는 영역에서 용탕이 조기 응고되는 결함의 주요인을 알아내었다.

이러한 각각의 영역에서 상기 용탕은 인접 주조 면을 향해 흐르며, 용탕이 롤 표면과 균일하게 접촉하기 이전에 응고가 발생하면, 금속은 디프레션(depression), 리플 마크(ripple marks), 탕경(cold shuts) 혹은 크랙 등과 같은 표면 결합의 발생으로 인해 롤과 셀 사이에 불규칙적인 초기 전열(initial heat transfer)이 발생되는 경향이 있다.

상기 풀 내로 아주 균일한 용탕의 흐름을 얻기 위한 이전의 시도들은 산출되는 스트립의 외부 표면들이 되는 셀 표면들을 형성하도록 금속이 초기 응고하는 영역으로부터 멀리 떨어진 곳으로부터 유입 금속을 지향함에 따라 조기 응고를 더욱 심화시킨다는 문제점이 있었다.

따라서, 롤들간의 주조 풀의 표면 영역에서 금속 온도는 유입 금속의 온도보다 더 현저히 감소한다. 메니스커스 영역에서 풀 표면의 용탕 온도가 너무 낮아지면, 크랙 및 '메니스커스 마크( 풀 레벨이 불균일할 경우 메니스커스 응고에 기인하여 스트립상에 생기는 마크)'가 아주 쉽게 발생하는 경향이 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위한 하나의 방안은 유입 용탕의 과열 상태를 높은 레벨로 하여, 용탕이 롤들의 주조면들에 도달하기 이전에 응고 온도에 도달함 없이 주조 풀 내에서 유입 금속이 냉각시킬 수 있게 하는 것이다. 그러나, 본 발명은 이러한 문제점을 감안한 것으로, 유입 용탕이 주조 풀의 메니스커스 영역 내로 직행하게 노즐에 의해 비교적 신속히 송출되는 것을 달성하는 단계를 취함에 따라 보다 더 효과적인 방법이 됨은 물론이고, 이것은 주조 롤 표면들에 용탕이 접하기 이전에 금속의 조기 결빙되는 경향을 최소화시킨다.

이것은 금속이 풀 내에서 절대적인 안정화를 제공하는 것보다도 표면 결함을 회피하기 위한 보다 효과적인 방법이며, 롤 표면과 접촉되어야만 응고되기 때문에 상기 풀 표면에서의 소정치의 변동도에 대한 내성이 있다는 것을 말해준다.

이러한 접근에 대한 실시예들은 니폰 스틸 코퍼레이션의 일본 특허 공개 제 64-5650호와 본 출원자의 호주 특허 출원 제 600773/96호에 기술되어 있다.

유입 용탕이 주조 풀의 메니스커스 영역 내로 상대적으로 신속하게 송출되는 것을 확보하기 위해서는, 주조 롤들을 향해 송출 노즐의 하부로부터 하방 측선으로 용탕을 송출하도록 측방 배출구들을 구비한 송출 노즐들을 채용하는 것이 필수적이다.

따라서, 상기 송출 노즐은 용탕의 하방 낙하 스트립을 포획하고, 가능한 한 낮은 교란 및 흐름 변동을 가지고 측방 배출구들을 통해 용탕의 안정적인 외방 흐름을 제공하는 것이 요망된다.

이것은 유입 스트립의 하방 동력학적 에너지가 흡수되고, 비-교란 상태가 측방 배출구들에서 필수적으로 확보되는 것을 필요로 한다. 더욱이, 이것은 흐름의 심각한 제약 없이 송출 노즐의 하부 범위 내의 아주 한정된 공간 내에서 달성돼야만 한다. 종래의 배플 및 디퓨저 장치는 이러한 목적에 적절치 않으나, 본 발명은 간단한 방법 및 수단을 제공하여 이것을 해결할 수 있다.

본 발명은, 닙 상부에 유지되고 풀 한정 단부 폐색부재들에 의해 닙의 단부에 한정되는 용탕의 주조 풀을 형성하도록 롤들간의 닙을 따라 상부에 연장 배치된 기다란 금속 송출 노즐을 경유하여 한 쌍의 칠드 주조 롤들 사이에 용탕을 투입하며, 상기 닙으로부터 하방 송출되는 응고 스트립을 주조하도록 롤들을 회전시켜 금속 스트립을 주조하는 방법에 있어서,

용탕을 수용하도록 플로어와 닙의 길이방향으로 연장하는 측벽들을 가지는 상방 개구형 기다란 트로프(trough)를 구비한 금속 송출 노즐을 포함하며,

상기 트로프의 길이방향 측벽들에는 용탕이 트로프로부터 흐르게 하는 측방 배출구들이 설비되며,

상기 트로프의 하부 플로어에는 측방 개구들에 인접한 직립 흐름 배리어 벽들이 설비되며,

용탕은 상기 측방 배출구들로 상기 벽들을 넘어 흐르기 이전에 트로프 플로어상에 부딪히며 상기 배리어 벽들에 대항하여 외방으로 흐르도록 상기 흐름 배리어 벽들 사이의 트로프 내로 하방 송출되는 것을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 금속 스트립 주조방법을 제공한다.

노즐의 측방 배출구는 노즐의 각각의 길이방향 측벽에 형성된 길이방향으로 이격된 개구들 형태로 이루어지는 것이 바람직하다.

또, 상기 개구들은 기다란 슬롯(slot) 형상으로 되는 것이 바람직하다. 상기 슬롯(slot)들은 상기 송출 노즐의 인접 슬롯(slot)형 개구들로부터 상기 주조 풀 내로 용탕의 실질적으로 연속적인 커튼 제트 스트림들을 촉진하도록 일정한 좁은 간격으로 배치되어 형성될 수 있다.

상기 송출 노즐의 트르프는 트로프의 길이방향으로 별개로 떨어져 분리된 일련의 자유 낙하 스트림들 또는, 트로프를 따라 연장하는 자유 낙하 연속 커튼 스트림으로 용탕이 공급될 수 있다.

상기 용탕은 노즐의 측방 배출구들 사이에 간격을 두고 측방 정렬되는 위치에 있어서 트로프의 플로어상에 부딪히도록 트로프의 길이방향으로 별개로 떨어진 일련의 이산 자유 낙하 스트림들로 상기 송출 노즐에 공급될 수 있다.

또, 상기 직립 배리어 벽들은, 용탕의 유입 흐름을 수용하도록 트로프의 플로어로부터 기립하며 내부 채널을 한정하게끔 트로프를 따라 연속 연장된 한 쌍의 측방 이격 벽들로 구성된다.

본 발명은, 사이에 닙을 형성시키는 한 쌍의 주조 롤과, 상기 닙으로 용탕을 송출하기 위해 주조 롤들간의 닙을 따라 상부에 연장 배치된 기다란 금속 송출 노즐과, 상기 금속 송출 노즐로 용탕을 공급하기 위해 금속 송출 노즐 상부에 배치된 디스트리뷰터(distributor)를 구비한 금속 스트립 주조장치에 있어서,

플로어와 상기 디스트리뷰터로부터의 용탕을 수용하도록 상기 닙의 길이방향으로 연장하는 측벽들을 가지는 상방 개구형 기다란 트로프를 구비하며,

상기 송출 노즐에는 상기 송출 노즐의 하부로부터 외방으로 용탕을 흘려 보내기 위해 트로프의 길이방향 측벽들의 측방 배출구들이 설비되며,

상기 트로프의 하부 플로어에는 상기 측방 벽 개구들에 인접한 직립 배리어벽들이 설비되며,

상기 디스프리뷰터는 상기 트로프 플로어상에 부딪히며 상기 배리어 벽들에 대항하여 외방으로 흐르도록 상기 흐름 배리어 벽들 사이에 트로프 내로 하방으로 용탕을 송출하기 위해 가동되는 것을 포함하여 이루어진 것을 금속 스트립 주조장치를 제공한다.

본 발명은, 용탕을 수용하도록 플로어와 길이 방향으로 연장된 측벽들을 가지는 상방 개구형 기다란 트로프와, 송출 노즐의 하부로부터 외방으로 용탕을 흐르게 하기 위해 트로프의 길이방향 측벽들의 측방 배출구들이 설비되며 스트립 주조장치로 용탕을 송출하기 위한 송출 노즐에 있어서, 상기 트로프의 플로어에는 상기 플로어상에 부딪히며 상기 배리어 벽들에 대항하여 외방으로 흐르도록 상기 흐름 배리어 벽들 사이의 트로프 내로 용탕이 하방 송출되게끔 측방 배출구들에 인접한 직립 배리어 벽들이 설치된 것을 특징으로 하는 송출 노즐을 제공한다.

이하, 본 발명의 특정한 방법 및 장치를 상세하게 설명하기 위해, 첨부 도면을 참조하여 설명한다.

예시된 주조 장치는 팩토리 플로어(12)에 장치된 메인 머신 프레임(11)을 구비한다. 프레임(11)은 어셈블리 스테이션(14) 및 캐스팅 스테이션(15) 사이에서 수평 이동 가능한 주조롤 왕복대(13)를 지지한다.

왕복대(13)는 주조 작업시 디스트리뷰터(18)와 송출 노즐(19)을 경유하여 레이들(17)로부터 용탕이 공급되도록 한 쌍의 병행 주조 롤(16)을 지지한다.

주조 롤(16)들은 가동 롤 표면들 상에서 셀이 응고하도록 수냉되고 닙 방출구에서 응고 스트립 제품(20)을 제조하도록 주조 롤들간의 닙으로 끌어 모아진다. 이러한 제품은 제1 코일러(21, coiler)로 공급되고, 이어서, 제2 코일러(22)로 이송될 수 있다. 상기 캐스팅 스테이션에 인접한 머신 프레임 상에는 리셉터클(23)이 장착되고 용탕은 디스트리부터상의 오버플로 배출구(24)를 통해 이 리셉터클 내로 우회될 수 있다.

롤 왕복대(13)는 메인 머신 프레임(11)의 일부를 따라 연장된 레일(33)들 상의 휠(32)들에 의해 장착되는 왕복대 프레임(31)을 구비하며, 이것에 의해 롤 왕복대(13)는 레일(33)들을 따라 이동하도록 전체적으로 장착된다.

왕복대 프레임(31)은 롤(16)들이 회전 가능하게 장착된 한 쌍의 롤 이동대(34)를 구비한다. 왕복대(13)는 롤 왕복대상의 구동 브래킷(40)과 메인 머신 프레임 사이에 연결된 2중 작동하는 유압 피스톤과 실린더 유닛(39)의 작동에 따라 레일(33)들을 따라 이동 가능하므로, 어셈블리 스테이션(14)과 캐스팅 스테이션(15)사이에서 롤 왕복대를 이동하게끔 작동되게 되며, 그 역으로도 마찬가지로 작동한다.

주조 롤(16)들은 전기 모터 및 왕복대 프레임(31)상에 장착된 트랜스미션에 의거하여 구동 샤프트(41)들을 통해 대향 회전된다. 롤(16)들은 로터리 글랜드(43, rotary gland)들을 통해 물 공급 호스(42)들에 연결된 롤 구동 샤프트(41)들의 물 공급 덕트들로부터 롤 단부를 경유하여 냉각수가 공급되는 일련의 길이방향으로 설치되며 외주방향으로 스페이스를 둔 냉각수 통로들이 형성된 구리로 된 외주 벽들을 가진다. 롤들은 통상 2m 폭의 스트립 제품을 제조하도록 대략 500㎜ 직경과 2m에 이르는 길이로 될 수 있다.

레이들(17, ladle)은 전적으로 종래의 구조에 속하며, 달아오른 금속의 저장소로부터 적소에 이르게 되는 오버헤드 크레인상의 요크(45, yoke)를 통해 지지되어 있다. 상기 에이들에는 용탕이 레이들로부터 배출 노즐(47) 및 내화성 슈라우드(48, refractory shroud)를 거쳐 디스트리뷰터(18) 내로 흐르도록 서보 실린더에 의해 작동 가능한 스토퍼 로드(46)가 고정되어 있다.

디스트리뷰터(18)는 투매성 라이닝을 가지고 고 주조성의 알루미나와 같은 내화성 재질로 이루어진 넓은 접시 형태로 형성되어 있다. 디스트리뷰터의 일 측은 레이들로부터의 용탕을 수용하며 상술한 오버플로우(24)가 설치되어 있다.

디스트리뷰터의 타측에는 일련의 길이방향의 스페이스를 둔 금속 방출구(52)가 설치되어 있다. 디스느리뷰터의 하부에는 롤 왕복대 프레임(31)상에 디스트리뷰터를 장착하기 위한 마운팅 브래킷(53)들을 운반하고, 상기 디스트리뷰터를 정위치하도록 왕복대 프레임상의 분할 못(54, indexing pegs)을 수용하기 위한 구멍이 설비되어 있다.

송출 노즐(19)에는 완전만 노즐을 형성하도록 일단부에서 타단부까지 점유된 알루미나 그래파이트와 같은 내화성 재질로 이루어진 2개의 동일한 절반 세그먼트로 형성되어 있다. 도 5 내지 도 11은 마운팅 브래킷(60)에 의해 롤 왕복대 프레임 상에 지지되는 노즐 세그먼트들의 구성을 도시하며, 노즐 세그먼트들의 상부에는 마운팅 브래킷 상에 위치한 측방 플랜지(55)들이 외방 돌출하여 형성된다.

각각의 노즐 절반 세그먼트는 상기 노즐(19)에 디스트리뷰터의 개구(52)들로부터 하방으로 흐르는 용탕을 수용하도록 상방 개구 흡입 트로프(61)가 형성하도록 통상 트로프 형상으로 되어 있다.

트로프(61)는 노즐 측벽(62)들과 단부벽(70)들 사이에 형성되고, 완전한 노즐로 합치되는 노즐 세그먼트(nozzle segment)들의 2개의 평탄 단부벽(80)들에 의해 그 단부들 사이에 횡단 위치되도록 고려될 수 있다.

트로프의 하부는 모서리 깎기 하부 코너(81)들에서 트로프 측벽(62)들과 직면하는 수평 플로어(63)에 의해 폐색되어 있다. 상기 노즐은 노즐을 따라 길이방향으로 규칙적으로 이격 배치되고 기다랗게 길이방향으로 확장된 슬롯(slot)(64)들 형태의 일련의 측방 배출구들을 이들 하부 코너에 구비하고 있다. 슬롯(slot)(64)들은 통상 트로프 플로어(63)의 레벨로 트로프로부터의 용탕의 출구를 제공하도록 위치되어 있다.

본 발명에 따르면, 한 쌍의 직립형 흐름 배리어 벽(84)들이 슬롯(slot)(64)들에 인접한 노즐 트로프(61)의 플로어(63)에 정치되어 있다. 벽(84)들은 후술하는 바와 같이 용탕의 유입 흐름을 수용하도록 내부 트로프 채널(85)을 형성하기 위해 트로프(61) 길이 전체에 걸쳐 연속 연장되어 있다.

상기 노즐 세그먼트들의 외부 단에는 노즐 단부벽(70)을 넘어 외방으로 연장하는 부호(87)로 표기된 단부 현상부들이 설치되고, 풀의 '3중점' 영역 즉, 2개의 롤과 측방 댐 플레이트들이 합치하는 풀의 영역으로 용탕의 흐름이 분리 지향하도록 금속 흐름 통로들이 설치되어 있다. 이러한 영역으로 핫 금속(hot metal)을 지향하기 위한 목적은 호주 특허 출원 제 P02367호에 상세하게 기술된 바와 같이, 이러한 영역에서 금속의 조기 응고에 기인하는 '스컬즈(skulls)'의 형성을 방지하기 위함이다.

각각의 단부벽 형성부(87)는 디스트리뷰터로부터의 용탕을 수용하도록 상부가 작게 개방된 리저버(88, reservoir)를 형성하며, 이러한 리저버는 단부벽(70)에 의해 노즐의 메인 트로프로부터 분리된다. 단부벽(70)의 상단(89)은 트로프의 상연부 및 리저버(88)의 외부 보다 더 낮으며, 상세히 후술하는 바와 같이, 리저버가 과다하게 충전될 경우, 리저버(88)로부터 메인 노즐 트로프 내로 용탕의 흐름을 되돌리도록 하게끔 둑(weir)의 역할을 수행한다.

리저버(88)는 평탄한 플로어(91), 기울어진 내면 및 측면(92, 93)들 및, 만곡형 직립 외면(94)을 가지는 얕은 접시 형태로 되어 있다. 한 쌍의 3중점 용탕주입 통로(95)들은 노즐 단부 형성부(87)들의 하측에 3중점 용탕주입 배출구(96)들과 연결하도록 단지 플로어(91)의 레벨 이상의 이러한 리저버로부터 외방 측면으로 연장하여 설치되고, 상기 배출구(96)들은 주조 풀의 3중점 영역 내로 용탕을 송출하도록 하방으로 내부 경사져 있다.

용탕은 디스트리뷰터의 배출구(52)들로부터 노즐 트로프(61)의 하부로 일련의 자유-낙하 수직 스트림(65)으로 낙하한다. 용탕은 주조 롤(16)들 간의 닙(69)상부에 유지되는 주조 풀(68)을 형성하도록 슬롯(slot)(64)들을 통해 이러한 리저버로부터 외부로 흐른다.

주조 풀은 롤의 단부(57)들과 대향 지지된 한 쌍의 측방 폐색 플레이트(56)들에 의해 롤(16)들의 단부들에 한정된다. 측방 폐색 플레이트(56)들은 강력한 내화성 재질 일예로, 붕소 질화물로 이루어져 있다. 한 쌍의 측방 폐색 플레이트(56)들은 용탕의 주조 풀의 단부 폐색부재들을 형성하도록 주조 롤들의 단부들과 측방 플레이트들의 맞물림이 이루어지도록 한 쌍의 유압 실린더 유닛(83)의 작동에 의해 가동 가능한 플레이트 홀더(82)들에 장착되어 있다.

주조 작업시, 용탕의 흐름은 상기 송출 노즐(19)의 하단부가 주조 풀 내에 잠기고, 송출 노즐의 2줄의 일련의 수평 이격 슬롯(slot)(64)들은 주조 풀의 표면 바로 밑에 배치되는 레벨로 주조 풀을 유지하도록 제어된다.

용탕은 통상 주조 풀 표면의 주변에서 2개의 옆으로의 외방 지향된 제트 스트림들로 슬롯(slot)(64)들을 통해 흘러서, 풀 표면의 인접한 주변에서 롤의 냉각 표면들 상에 부딪친다. 이것은, 풀의 메니스커스 영역으로 송출되는 용탕의 온도를 최대화시키며, 용융 스트립 표면상에 크랙 및 메니스커스 마크 등의 형성을 실질적으로 감소시키는 것으로 밝혀졌다.

본 발명에 따르면, 스트림(65)들은 2개의 직립 흐름 배리어 벽(84)들 사이의 트로프(61)의 플로어(63)상에 부딪히도록 내부 트로프 채널(85) 내로 낙하한다. 따라서, 상기 부딪히는 금속은 슬롯(slot)(64)들로 직접 흐르는 것을 방지하는 배리어 벽들에 대항하며 외방으로 흐르게 된다.

금속의 동력학적 에너지는 배리어 벽(84)들과 2차 충돌함에 따라 상당히 감소되며, 이에 따라, 금속은 초기에는 채널(85)내로 한정되지만, 슬롯(slot)(64)들로 안정한 상태로 연속적으로 흐르는 조건으로 벽(84)들을 넘어 흐른다. 동력학적 에너지를 효과적으로 감소하기 위해서는, 채널(85)에는 2차 충돌 효과를 제공하도록 날카롭게 형성된 코너부들에 직면하는 평탄형 플로어와 수직 측벽들을 형성시키는 것이 중요하다.

디스트리뷰터의 배출구(52)들은 낙하 스트림(65)들이 한 쌍의 슬롯(slot)(64)들 사이의 위치에서 노즐 플로어상에 부딪히도록 슬롯(slot)(64)들에 대하여 노즐의 길이방향으로 엇갈린 배치되어 있다.

상기 시스템은 상기 주조 풀 표면이 노즐 트로프의 플로어 이상으로만 되고 트로프 내의 금속과 동일한 레벨로 되도록 송출 노즐의 하부 이상 레벨로 오르는 주조 풀을 확보하도록 작동될 수 있음이 밝혀졌다. 이러한 조건 하에서, 아주 안정적인 풀 조건을 확보가능하며, 배출 슬롯(slot)들이 충분할 정도로 하방 경사질 경우, 무활동의 풀 표면을 확보하는 것이 가능하다.

슬롯(slot)(64)들은 2개의 노즐 섹션들의 내부 단에 설치되도록 하는 것이 중요하다. 이것은, 노즐의 중앙 칸막이의 주변의 풀에 용탕의 적당한 송출을 확보하며, 풀의 이러한 영역에서 스컬즈의 형성을 회피시킨다.

3중점 용탕주입 리저버(88)들은 디스트리뷰터(18)로부터 낙하하는 2개의 최외곽 스트림(65)들로부터의 용탕을 수용한다. 디스트리뷰터의 2개의 최외곽 홀(52)들은 각각의 리저버(88)가 경사진 측면(92)의 외측 인접의 평탄형 플로어(91)상에 부딪히는 단일 스트림을 수용하도록 정렬되어 있다.

플로어(88)상의 용탕의 부딪힘은 용탕이, 플로어를 가로질러 외방 산개하고, 측방 댐들의 면을 가로질러 지향되는 핫 금속의 하방 내측 경사진 분출구들을 제공하도록 배출구(96)들로 3중점 용탕주입 통로(95)들을 통해 외방으로 산개하게끔 한다.

3중점 용탕주입은 각각의 트로프(88)들 내의 용탕의 단지 얕고 넓은 풀로 진행하며, 이러한 풀의 높이는 벽(70)의 상단(89)의 높이로 제한된다. 리저버(88)가 가득 차면, 용탕은 벽탄부(89)를 넘어서 메인 노즐 트로프로 역류할 수 있고, 그리므로, 벽 단부는 3중점 용탕주입 공급 리저버(88)에서 용탕 풀의 깊이를 제어하기 위한 둑(weir)으로서 작용한다. 풀의 깊이는 일정한 헤드부로의 흐름을 유지하도록 3중점 용탕주입 통로들로 보다 충분하게 공급하여, 3중점 용탕주입 통로들을 통해 핫 금속의 아주 균일한 흐름을 달성하게 된다. 이러한 제어 흐름은 스트립의 연부의 적정 형성화가 무엇보다도 중요하다. 3중점 통로들을 통한 과도한 흐름은 스트립의 연부의 팽창을 유도하는 반면, 적은 흐름은 스트립으로의 스컬즈 및 '스네이크 에그' 결함을 발생시킨다.

3중점 용탕주입 형성부(87)들의 하측(98)은 주조 풀의 표면상으로 융기하여, 3중점 영역에서의 풀 표면의 냉각이 방지되게 된다. 더욱이, 상기 아래쪽(98)은 외방 상측으로 경사져 있다. 이것은, 노즐 단부 아래에서의 재밍(jamming)에 의거한 슬래그나 다른 오염물의 축적을 방지하는 데 바람직하다. 이러한 재밍은 가스의 차단, 주조 풀로부터의 발연의 누설 및, 폭발 위험성을 초래할 수 있다.

예시된 강치는 실시예의 방식에 의해 진보되어, 본 발명은 이러한 장치의 세부 내용으로 국한되지는 않는다. 특히, 본 발명에 있어서, 노즐이 보다 나은 형식으로 재현된다 할지라도 3중점 온탕주입 형성부들이 설비된 노즐이 필요 불가결한것은 아니다.

비록, 배리어 벽(83)들이 노즐 길이 전체에 걸쳐 균일한 높이로 되는 것이 바람직하지만, 슬롯(slot) 개구들 사이에 감소된 높이를 가지는 벽부를 가지는 것이 가능하거나, 노즐을 따라 불연속적 벽 부들이 제공될 수 있다. 더욱이, 내부 트로프(85)의 흐름은 노즐의 플로어(63)의 잔여부에 대하여 융기하거나 상대적으로 낮게 될 수 있다. 이러한 변경은 본 발명의 사상이나 영역에 일탈함 없이 이루어질 수 있으며, 모든 신규의 특징 본문에 기술된 특징의 조합까지도 본 발명에 포함됨은 물론이다.

도 1은 본 발명에 따른 트윈 롤 연속 스트립 주조장치의 구성 및 작동을 설명하기 위한 도면.

도 2는 본 발명에 따른 금속 송출 노즐의 구성을 포함하여 도 1에 도시된 주조장치의 주요부를 도시한 종단면도.

도 3은 도 2의 단면에서 횡단 방향으로 절개하여 주조 장치의 주요부를 도시한 종단면도.

도 4는 금속 송출 노즐과 주조 롤들의 인접 파트를 확대하여 도시한 횡단면도.

도 5는 금속 송출 노즐의 절반 세그먼트를 도시한 측면도.

도 6은 도 5에 도시된 노즐 세그먼트의 평면도.

도 7은 송출 노즐 세그먼트를 도시한 종단면도.

도 8은 송출 노즐 세그먼트의 사시도.

도 9는 노즐 세그먼트의 반전 사시도.

도 10은 도 5의 선 10-10에 따른 송출 노즐 세그먼트의 횡단면도.

도 11은 도 7의 선 11-11에 따른 단면도.

도 12는 도 7의 선 12-l2에 따른 단면도.

〈 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 〉

15 : 주조 롤 19 : 송출 노즐

61 : 상방 개구형 흡입 트로프 62 : 노즐 측벽

63 : 트로프 플로어 64 : 슬롯(slot)

65 : 스트림 68 : 주조 풀

70 : 노즐 단부벽 80 : 평탄 단부벽

81 : 모서리 깍기 하부 코너 84 : 직립 흐름 배리어 벽

85 : 트로프 채널 88 : 3중점 용탕주입 리저버

91 : 평탄 플로어 92 : 경사진 측면

95 : 3중점 용탕주입 통로 96 : 배출구

98 : 안쪽

Claims (15)

1. 닙 상부에 유지되고 풀 한정 단부 폐색부재(56)들에 의해 닙의 단부에 한정되는 용탕의 주조 풀(68)을 형성하도록 롤(16)들간의 닙(69)을 따라 상부에 연장 배치된 기다란 금속 송출 노즐(19)을 경유하여 한 쌍의 칠드 주조 롤(16)들 사이에 용탕을 투입하는 단계로서, 상기 금속 송출 노즐(19)은, 용탕을 수용하도록 플로어(63)와 닙(69)의 길이방향으로 연장하는 측벽(62)들을 가지는 상방 개구형 기다란 트로프(61)를 구비하고, 상기 트로프(61)의 길이방향 측벽(62)들에는 용탕이 트로프로부터 흐르게 하는 측방 배출구들이 설비되고, 상기 트로프의 하부 플로어(63)에는 측방 배출구들에 인접한 직립 흐름 배리어 벽(84)들이 설비되어 있는 것을 고함하며, 상기 금속 송출 노즐(19)에 용탕을 투입하는 단계와;

   상기 용탕이 상기 배리어 벽들을 넘어 상기 측방 배출구들로 흐르기 이전에 트로프 플로어(63)상에 부딪히고 상기 배리어 벽(84)들에 대항하여 외방으로 흐르도록, 상기 용탕을 상기 흐름 배리어 벽(84)들 사이의 트로프(61) 내로 하방 송출하는 단계와;

   상기 롤들을 회전시켜 상기 닙(69)으로부터 하방 송출되는 응고 스트립(20)을 주조하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 금속 스트립 주조방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 용탕은 하나 이상의 자유 낙하 스트림(65)으로 상기 송출 노즐(19)의 트로프(61)에 공급되는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 스트립 주조방법.
3. 제2항에 있어서,

   상기 용탕이 노즐의 측방 배출구들 사이에서 간격을 두고 측방 정렬되는 위치에 있어서 트로프(61)의 플로어(63)상에 부딪히도록, 상기 용탕은 트로프의 길이방향으로 일정 간격씩 떨어져 분리된 일련의 자유 낙하 스트림(65)들에 의해 상기 송출 노즐(19)에 공급되는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 스트립 주조방법.
4. 사이에 닙(69)을 형성시키는 한 쌍의 주조 롤(16)과, 상기 닙으로 용탕을 송출하기 위해 주조 롤(16)들간의 닙(69)을 따라 상부에 연장 배치된 기다란 금속 송출 노즐(19)과, 상기 금속 송출 노즐로 용탕을 공급하기 위해 금속 송출 노즐(19) 상부에 배치된 디스트리뷰터(18)를 구비한 금속 스트립 주조장치에 있어서,

   플로어(63)와 상기 디스트리뷰터(18)로부터의 용탕을 수용하도록 상기 닙(69)의 길이방향으로 연장하는 측벽(62)들을 가지는 상장 개구형 기다란 트로프(61)를 구비하며,

   상기 송출 노즐(19)에는 상기 송출 노즐(19)의 하부로부터 외방으로 용탕을 흘려 보내기 위해 트로프(61)의 길이방향 측벽(62)들에 측방 배출구들이 설비되며,

   상기 트로프(61)의 하부 플로어(63)에는 상기 측방 벽 배출구들에 인접한 직립 배리어 벽(84)들이 설비되며,

   상기 디스트리뷰터(18)는 상기 트로프 플로어(63)상에 부딪히며 상기 배리어벽(84)들에 대항하여 외방으로 흐르도록 상기 흐름 배리어 벽(84)들 사이에 트로프내로 하방으로 용탕을 송출하기 위해 가동되는 것을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 금속 스트립 주조장치.
5. 제4항에 있어서,

   상기 노즐(19)의 측방 배출구들은, 노즐의 각각의 길이방향 측벽들에 형성되고 길이방향으로 이격된 개구들 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 금속 스트립 주조장치.
6. 제5항에 있어서,

   상기 측방 배출구들은, 기다란 슬롯(slot)(64)의 형태인 것을 특징으로 하는 금속 스트립 주조장치.
7. 제 6항에 있어서,

   상기 슬롯(slot)(64)들은, 상기 송출 노즐의 인접 슬롯(slot)(64)들로부터 주조 풀(68)내로 용탕의 실질적으로 연속인 커튼 제트 스트림을 촉진하도록 일정 간격을 갖고 구비된 것을 특징으로 하는 금속 스트립 주조장치.
8. 제4항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 디스트리뷰터(18)는 하나 이상의 자유 낙하 스트림(65)들로 송출 노즐의 트로프에 용탕을 공급하도록 형성된 것을 특징으로 하는 금속 스트립 주조장치.
9. 제8항에 있어서,

   상기 디스트리뷰터(18)에는 상기 노즐의 측방 배출구들 사이에 간격을 두고 측방 정렬된 위치에 있어서 용탕이 트로프의 플로어(63)상에 부딪히도록 트로프(61)의 길이방향으로 일정 간격씩 떨어져 분리된 일련의 용탕의 자유 낙하 스트림(65)들을 제공하도록 일련의 배출구들이 설비된 것을 특징으로 하는 금속 스트립 주조장치.
10. 제 4항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 직립 배리어 벽(84)들은, 용탕의 유입 흐름을 수용하도록 트로프(61)의 플로어(63)로부터 기립하며 내부 채널(85)을 한정하게끔 트로프를 따라 연속 연장된 한 쌍의 측방 이격 벽들이 구비된 것을 특징으로 하는 금속 스트립 주조장치.
11. 용탕을 수용하도록 플로어(63)와 길이 방향으로 연장된 측벽(62)들을 가지는 상방 개구형 기다란 트로프(61)와,

    송출 노즐의 하부로부터 외방으로 용탕을 흐르게 하기 위해 트로프의 길이방향 측벽(62)들에 측방 배출구들이 설비되며 스트립 주조장치로 용탕을 송출하기 위한 송출 노즐에 있어서,

    상기 트로프의 플로어(63)에는 상기 플로어(63)상에 부딪히며 상기 배리어벽(84)들에 대항하여 외방으로 흐르도록 상기 흐름 배리어 벽(84)들 사이의 트로프(61) 내로 용탕이 하방 송출되게끔 측방 배출구들에 인접한 직립 배리어 벽(84)들이 설치된 것을 특징으로 하는 송출 노즐.
12. 제 11항에 있어서,

    상기 노즐의 측방 배출구들은 상기 노즐의 각각의 길이방향 측벽(62)들에 형성되고 길이방향으로 이격된 개구들의 형태로 된 것을 특징으로 하는 송출 노즐.
13. 제12항에 있어서,

    상기 측방 배출구들은 기다랗게 길이방향으로 확장된 슬롯(slot)(64)의 형태인 것을 특징으로 하는 송출 노즐.
14. 제 13항에 있어서,

    상기 슬롯(slot)(64)들은, 송출 노즐의 인접 슬롯(slot)들로부터 용탕의 실질적인 연속 커튼 제트 스트림들을 촉진하도록 일정 간격을 갖고 구비된 것을 특징으로 하는 송출 노즐.
15. 제11항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 직립 배리어 벽(84)들은, 용탕(65)의 유입 흐름을 수용하도록 트로프(61)의 플로어(63)에서 기립되며 내부 채널(85)을 한정하게끔 트로프를 따라 연속 연장된 한 쌍의 측방 이격 벽들을 구비하는 것을 특징으로 하는 송출 노즐.