KR100540922B1 - Method and Apparatus for Producing Thin Slabs in a Continuous Casting Plant - Google Patents
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Abstract
60 내지 120㎜ 사이의 응고두께, 최대 10m/min 주조속도 및 최대 주조용량 약 3 mio/t/a를 가진 박판슬래브설비의 가공방법과 장치에서는 스트랜드의 최상의 표면품질 및 내부품질의 확보를 위해서 주조 다이의 바로 아래로 수직으로 연장되는 스트랜드 안내부의 제1 세그먼트(0)로 연속주조압연으로 불리는 스트랜드 두께축소가 행해지고, In the processing method and apparatus of sheet slab equipment with solidification thickness between 60 and 120 mm, maximum casting speed of 10 m / min and maximum casting capacity of about 3 mio / t / a, casting is performed to secure the best surface quality and internal quality of strand. Strand thickness reduction, called continuous casting rolling, is performed with the first segment (0) of the strand guide extending vertically directly below the die,
- 제1 세그먼트(0) 바로 아래에 배열된 세그먼트(1)가 다수의 벤딩포인트를 통해 내부 원호에서 스트랜드의 벤딩을 행하고A segment (1) arranged directly below the first segment (0) performs bending of the strand in an inner arc through a plurality of bending points
- 최종응고에 앞서 스트랜드가 다수의 역벤딩포인트를 통해 수평방향으로 역벤딩된다.The strand is reverse bent horizontally through a number of reverse bending points prior to final solidification.
방법적 특징 및 장치특징은 단심의 연속주조설비의 예를 들면 다음과 같은 특징들로 설명될 수 있다:The method and device features can be described, for example, with the following features of a single core continuous casting plant:
- 수평방향상의 메니스커스에서 정확히 80㎜ 개방된 1.2m 길이의 유압구동 수직 주조 다이는 그 좁은 영역에서 출구두께가 100㎜에 달하고, A 1.2 m long hydraulically driven vertical casting die, opening exactly 80 mm in the meniscus in the horizontal direction, has an outlet thickness of 100 mm in its narrow area,
- 3m 길이의 세그먼트 0는 최대 1.11㎜/s의 스트랜드의 변형속도를 지닌 100에서 80㎜로의 스트랜드 두께축소를 위한 협지세그먼트로 형성되고, Segment 0, 3 m long, is formed as a narrow segment for strand thickness reduction from 100 to 80 mm with a strain rate of up to 1.11 mm / s strand,
- 세그먼트 1 은 다섯 개의 벤딩포인트를 지니고,Segment 1 has five bending points,
- 세그먼트 4는 다섯 개의 역벤딩포인트를 지니고,Segment 4 has five reverse bending points,
- 세그먼트 5에서 13까지는 스트랜드 안내부의 수평영역내에서 형성된다.Segments 5 to 13 are formed in the horizontal region of the strand guide.
Description
본 발명은 60에서 120㎜의 응고두께, 예컨대 80㎜의 응고두께, 10m/min의 주조속도 및 약 3mio/t/a(million tons per year)에 달하는 최대 주조용량(output)으로 강을 주조하기 위해 주로 박판슬래브용으로 수직-주조 다이를 가지는 연속주조시설에서 슬래브의 생산 방법 및 설비에 관한 것이다.The present invention provides for casting steel at a solidification thickness of 60 to 120 mm, for example 80 mm, a casting speed of 10 m / min and a maximum casting output of approximately 3 mio / t / a (million tons per year). The present invention relates to a method and an apparatus for the production of slabs in a continuous casting facility having a vertical-casting die mainly for thin slabs.
연속주조장치로 실현되는 슬래브 두께의 감소를 야기하는 박판 슬래브설비는, 하나 또는 두 쌍의 푸트 롤러(foot roller)가 제공되어 있고, 주로 소위 "세그먼트 0"에서 연속주조 다이 바로 아래에서 스트랜드 두께를 감소시킨다. 상기 세그먼트에서 약 2m의 야금 길이, 즉 수직으로 배치되지 않은 세그먼트(내지 스탠드) 0의 총연장에 걸쳐 스트랜드의 두께는 65㎜로부터 40㎜로최대 6m/min의 주조속도로 축소된다. 이러한 설계 정보는 최대 38%의 스트랜드 두께 축소를 야기하고 1.25㎜/s의 스트랜드 두께의 변형속도를 야기한다.Laminated slab installations, which result in a reduction in slab thickness realized by continuous casting machines, are provided with one or two pairs of foot rollers, mainly in the so-called "
액상 코어를 사용하여 스트랜드를 체류시키는 동안, 약 8 내지 12㎜ 두께의 스트랜드 셸은 세그먼트 0에 진입할 때 연속주조설비롤러 사이에서 팽출되는 것에 의해 강하게 변형된다. 이러한 내부 변형은 주조속도와 설비높이 또는 철정압(ferrostatic pressure)의 증가와 함께 증가하고 롤러간격의 축소와 함께 감소한다. 여기서 주목할 것은 롤러직경은, 기계적인 구조 기준(기계적 부하, 특히 중간에 설치된 롤러에서의 구조적 한계) 때문에 예컨대 120 내지 140㎜ 보다 작을 수는 없다는 사실이다. 가능한 하나의 기계구조적 해결책은 "그리드"라 불리는 슬라이딩 플레이트가 될 수 있는데, 이것은 스트랜드 두께의 축소를 실행하는데는 부적합하다. During the residence of the strand using the liquid core, the strand shell of about 8-12 mm thick is strongly deformed by swelling between the continuous casting equipment rollers when entering
이러한 내부 변형은 정상적인 연속주조에서 주로This internal deformation is mainly due to normal continuous casting.
- 롤러 사이에서의 스트랜드의 팽출Swelling of the strands between the rollers
- 수직부로부터 내부 원호(circular arc)로의 스트랜드의 벤딩Bending of the strands from the vertical to the inner arc
- 수평부를 향하는 스트랜드의 수평화(straightening)Straightening of the strand towards the horizontal section
- 롤러 점프,-Roller jumps,
- 롤러의 충격 및-Impact of the roller and
- 인장강도에 따른 -According to tensile strength
- 롤러의 이상적 스트랜드가이드라인으로부터의 편위 등에 따라 결정된다.The deviation from the ideal strand guideline of the roller, etc.
이러한 내부 변형에 더하여 표면-변형도 또한 스트랜드 두께축소 및 소위 세그먼트 0에서의 연속주조압연을 통해서 발생하는 변형으로서 고려되어야 한다. 이러한 특정의 내부 변형은, 주로 스트랜드의 팽출과 수직부로부터 내부 원호로의 벤딩과정에 의해 세그먼트 0 에서 발생되는 변형에 더해진다. 이들 개별적인 특정의 변형들의 누적은 전체변형의 임계값이 도달하는 경우를 초래할 수 있고, 내부 스트랜드 셸 및 외부 스트랜드 셸의 파열을 초래할 수 있다.In addition to these internal deformations, surface-deformation should also be considered as deformations occurring through strand thickness reduction and so-called continuous casting rolling in segment zero. This particular internal deformation is in addition to the deformation that occurs in
예를 들어 주조 다이 바로 아래 2m 길이의 세그먼트 0에서 응고 중에 연속주조나 두께축소에 기인하는 스트랜드 셸에 작용하는 추가적인 부하는 독일 특허명세서 DE 44 03 048 호 및 DE 44 03 049 호에 기재되었으며, 도 1에 다이아그램의 예를 상세히 도시하였다.For example, additional loads acting on the strand shell due to continuous casting or reduction in thickness during solidification in
도 1에 따르면 하나 또는 두 쌍의 푸트 롤러를 구비하는 1m 길이의 수직 주조 다이에는 2m 길이의 세그먼트 0이 연결되고, 이 세그먼트에서 스트랜드가 여러 단계에 걸쳐 내부 원호로 굴곡되고 그 두께도 축소된다. 이렇게 동시에 진행되는 2개의 과정 또는 변형은 굴곡변형(D-B)과 주조 및 압연변형(D-Gw)으로 이루어지는 누적되는 전체변형을 초래한다. 스트랜드 셸에 작용하는 전체 변형(D-Ge)은 변형의 임계값(D-Kr)보다 커질 수 있고 내부 및 외부의 스트랜드 셸의 파열을 초래할 수 있다. 이러한 위험은 기계구조적 한계로 인해 소정의 한계값보다 작아질 수 없는 세그먼트 0에서의 롤러간격 내지 롤러직경 때문에 증가하는 주조속도와 함께 상승한다.According to FIG. 1 a 2 m
또한, 이러한 문제의 기술에서 주목할 것은 한계변형값(D-Kr)은 철강제품의 개별적인 특성마다 특수하다는 사실이다. 예를 들어 파열을 형성하지 않는 변형의 흡수와 관련하여 디프드로잉 특성은 예를 들어 마이크로 합금강 API X 80 등급보다 덜 중요하다.Also noteworthy in the description of this problem is that the limit strain value (D-Kr) is specific to the individual characteristics of the steel product. Deep drawing properties are less important than, for example, micro alloy steel API X 80 grades in connection with the absorption of strains which do not form a rupture.
나아가서 주조속도에 종속된 직선(G1)을 통해 표시되는 과열된 용융체 또는 스트랜드 중에서의 순수한 용융상의 형성과 확장은 스트랜드 내부품질에 중요한 영향을 미친다. 도 1에 제시된 예에서 스트랜드 중심에서 최심층 액상-온도 또는 순수한 용융상은 5m/min의 주조속도(VG)일 때 메니스커스의 하부 또는 주조레벨의 아래로 약 1.5m 까지, 그리고 VG 10m/min일 때 3.0m 까지 도달한다. 이 지점 아래서 전체 스트랜드 두께에 걸쳐 2상영역 즉 용융체와 결정으로 구성된 영역이 존재하는데, 이 2상영역에서는 섬프 에지(sump edge) 방향 또는 최종응고의 방향으로 거리가 증가함에 따라 결정분에 비하여 용융분이 줄어든다.Furthermore, the formation and expansion of the pure molten phase in the superheated melt or strand indicated by the straight line G1 dependent on the casting speed has a significant effect on the strand internal quality. In the example shown in FIG. 1, the deepest liquid-temperature or pure molten phase at the center of the strand is up to about 1.5 m below the bottom or casting level of the meniscus at a casting speed (VG) of 5 m / min, and VG 10 m / min. When it reaches up to 3.0m. Below this point, there is a two-phase region, a region composed of melt and crystals, over the entire strand thickness, which melts relative to the crystal as the distance increases in the direction of the sump edge or final solidification. Minutes are reduced.
결정분이 50%인 경우, 즉 예컨대 VG 5m/min에서 1.5m인 최저 액상점과 약 15m에서 발생하는 최종응고 사이의 중간 거리에서, 즉 8.25m(1.5m+(15m-1.5m)×0.5 = 8.25m)(GW-50%)에서 용융/결정상이 10,000 cP의 점도를 지닌다. 결정분이 80%인 경우에 2상영역은 40,000 cP 점도를 가지는 한편, 순수한 용융상은 강의 질에 따라 최저 액상점까지 단지 약 1 내지 5 cP의 점도를 가지고, 결정들(결정네트워크 또는 덴드라이트) 사이의 부분적인 점도는 실제로 상승하지 않으며, 즉 최종응고까지 일정하게 유지된다.If the crystal content is 50%, i.e., at the intermediate distance between the lowest liquid point of 1.5 m at VG 5 m / min and the final solidification occurring at about 15 m, i.e. 8.25 m (1.5 m + (15 m-1.5 m) x 0.5 = 8.25 m) (G W -50%) the molten / crystalline phase has a viscosity of 10,000 cP. Where the crystal content is 80%, the two phase region has a viscosity of 40,000 cP, while the pure molten phase has a viscosity of only about 1 to 5 cP up to the lowest liquid point, depending on the quality of the steel, between crystals (crystal network or dendrites) The partial viscosity of does not actually rise, ie remains constant until final solidification.
2상영역에서 상기의 점도를 잘 알려진 일상소재와 연관시키고자 한다면 다음 소재들을 고려할 수 있다:If we want to relate the above viscosity to a well-known everyday material in the biphasic region, we can consider the following materials:
- 물 20℃에서 1cP = 10 exp3 Ns/ m exp21 cP = 10 exp3 Ns / m exp2 at 20 ° C
- 올리브유 20℃에서 80cP-80 cP at 20 ° C olive oil
- 꿀 20℃에서 10,000cP10,000cP at 20 ℃
- 니베아 20℃에서 40,000cP40,000 cP at 20 ° C
- 마아가린 20℃에서 100,000cP-100,000cP at
- 역청 20℃에서 1000,000cP1000,000 cP at 20 ℃
이러한 점도들은 좋은 강제대류와 이에 의한 스트랜드 두께축소에 의한 결정들의 양호한 분쇄를 위하여 결정/용융체-구조가 스트랜드의 코어에 존재하여야 한다는 사실, 즉 최대 주조속도일 때 세그먼트 0의 영역에서 스트랜드는 이미 그 코어에서 2상영역을 가지거나 순수한 용융상 또는 과열영역 내지 산화물을 증가시키는 투과영역(penetration)은 더 이상 존재하지 않는다는 사실을 명확하게 한다. 이러한 조건들은 산화물의 순도와 관련되어, 한편으로는 세그먼트 0 이 수직이어야 하고, 다른 한편 세그먼트 0은 스트랜드 두께축소만을 위해 기능하여야 하고(serve for) 스트랜드의 추가적인 벤딩을 위해 기능하여서는 안된다는 것을 발견하게 하였다.These viscosities indicate that the crystal / melt-structure must be present in the core of the strand for good forced convection and hence good crushing of the crystals by reducing the strand thickness, ie the strand is already in the region of
상기의 나쁜 조건들을 도시한 도 1에서, 과열영역 또는 최저 액상점은 세그먼트 0의 끝까지 연장되고, 이에 따라 10m/min의 최대 주조속도인 경우 직선(G1)상의 포인트(1.1)에 의해 지시된 바와 같이, 연속주조설비의 내부 원호로 연장된다. 이러한 주조조건은 스트랜드 셸 변형이나 산화물 순도를 위해서도 극도로 불리하다.In FIG. 1 showing the above bad conditions, the superheat zone or the lowest liquid point extends to the end of
두 직선 사이에서, 즉 주조속도에 따른 최저 액상점의 배열에 관한 직선(G1)과 주조속도에 따른 최저 고상점 또는 최종응고에 관한 직선(G2) 사이에 걸쳐 있는 2상영역은, 최대 주조속도 10m/min인 경우에 스트랜드 두께축소를 수행하는 세그먼트 0의 끝에서 시작된다.The two-phase region between two straight lines, i.e. between straight line G1 for the arrangement of the lowest liquid point according to the casting speed and the lowest solidus point for the casting speed or the straight line G2 for final solidification, the maximum casting speed At 10 m / min, it starts at the end of
도 3의 부분도 3a(그림 3의 좌반부 참조)는 스트랜드의 상이한 상(phase)의 패턴을 나타내고 있는데, 상기 스트랜드는 주조 다이에서의 메니스커스에서 100㎜ 두께를 가지고 후속의 2m 길이의 세그먼트 0에서 100㎜로부터 80㎜의 응고두께로 스트랜드 두께가 축소되고, 10m/min의 최대 주조속도의 경우에 최종 세그먼트 14에서 최종응고에 이르게 된다. 부분도 3a는 세그먼트 0이 스트랜드의 두께축소 및 5개의 벤딩 포인트를 통해 수직으로부터 내부 원호로의 벤딩과정에 의해 야기되는 가능한 최대 변형을 스트랜드에 부여할 뿐만 아니라, 메니스커스 내로의 산화물의 증가 및 이에 기인하는 주조슬래그를 야기하는 나쁜 조건을 부여한다는 사실을 명확히 한다.Part 3a of FIG. 3 (see the left half of FIG. 3) shows a different phase pattern of strands, the strands being 100 mm thick at the meniscus in the casting die and the subsequent 2m long segments. The strand thickness is reduced to a solidification thickness of 0 to 100 mm to 80 mm, leading to final solidification at
또한, 부분도 3a는 5m/min의 주조속도일 때 100㎜로부터 80㎜로 즉 20%가 축소되는 스트랜드 셸에 작용하는 축소속도는 0.833㎜/s이고 10m/min의 주조속도에서는 1.66㎜/s에 달한다는 것을 보여준다. 이러한 스트랜드두께 축소속도는 스트랜드 셸의 변형에 대한 직접적인 척도를 나타내는데, 스트랜드 셸은 세그먼트 0의 진입부에서 5m/min의 주조속도에서 약 10.3㎜의 두께를 가지고 10m/min의 주조속도에서 약 7.3㎜ 두께를 가진다. 주조 및 압연을 통해 야기되는 이러한 스트랜드변형은 크고 주조속도를 5m/min로부터 10m/min로 증가시키는 것에 의해 단순화된 수치 1.66㎜가 나타내는 것처럼, 0.83에서 1.66㎜/s로 배증할 뿐만 아니라 속도증가는 변형이 자승함수(quadratic function)를 따르도록 한다. In addition, the portion 3a shows a reduction speed of 0.833 mm / s for a strand shell that is reduced from 100 mm to 80 mm, that is, 20% at a casting speed of 5 m / min, and 1.66 mm / s at a casting speed of 10 m / min. To reach This strand thickness reduction rate is a direct measure of the deformation of the strand shell, which has a thickness of about 10.3 mm at a casting speed of 5 m / min at the inlet of
이러한 높은 변형은, 추가적으로 세그먼트 0에서의 벤딩과정에 의해 가해지는데, 내부 및 외부의 스트랜드 셸의 크랙의 위험을 초래하며, 특히 크랙에 민감한 철강제품들의 경우 그러하다. This high deformation is additionally exerted by the bending process in
상기의 인식과 관련사항을 전제로 하여, 본 발명은 주조 다이 바로 아래에서 스트랜드 두께를 축소하는 장치를 기초로 한 고속-슬래브설비용 연속주조설비에 대한 방법 및 설비를 제안하고 강스트랜드의 최적의 표면품질 및 내부품질을 확보하는 과제를 배경으로 하고 있다.Based on the above recognition and related matters, the present invention proposes a method and equipment for continuous casting equipment for high speed slab equipment based on a device for reducing strand thickness directly below the casting die, It is based on the task of securing surface quality and internal quality.
이러한 과제는 방법 청구항 1과 장치 청구항 7에 제시된 특징들과 함께 해결된다. 독립항은 본 발명의 합리적이고 유리한 형태들을 포함한다. 이것은 전술된 다양한 복잡한 문제들의 예견되지 않은 해결을 제공하는데, 이는 이하에서 자세히 기술하게 될 것이다. 특히 본 발명은 다음과 같은 특징들을 상세히 보증한다:This problem is solved with the features presented in
- 최소의 철정압(ferrostatic pressure) 또는 바람직하게는 유압으로 구동되는 진동 수직 주조다이의 메니스커스와 스트랜드 안내부의 수평으로 뻗어있는 영역에서의 최종응고단 사이의 최소의 설비높이,The minimum plant height between the meniscus of the vibrating vertical casting die and the final solidification stage in the horizontally extending area of the strand guide, at a minimum ferrostatic pressure or preferably hydraulically driven,
- 오목한 구조의(concavely constructed) 주조 다이의 광폭면을 구비하는 수직-벤딩 유닛에서 주조 및 압연변형 및 벤딩변형으로 이루어지는 전체변형의 최소의 변형밀도분포와, 스트랜드 가이드 수단에서의 소정의 롤 직경 및 바람직하게는 10m/min의 최대 주조속도,A minimum strain density distribution of the total strain consisting of casting and rolling deformation and bending deformation in a vertical-bending unit having a broad surface of a concavely constructed casting die, and a predetermined roll diameter in the strand guide means and Preferably a maximum casting speed of 10 m / min,
- 과열상 또는 순수 용융상의 영역에서 스트랜드의 대칭성을 확보하기 위하여, 연속주조설비의 수직부분 즉 예를 들어 10m/min의 최대주조속도로 스트랜드두께축소를 수행하는 세그먼트 0에서 과열상 또는 증가하는 산화물에 대한 투과영역의 완전한 제거,-Superheated or increasing oxide in the vertical part of the continuous casting plant, i.e.
- 스트랜드 두께축소 또는 주조 및 압연을 수행하는 세그먼트 0의 끝부 이전에, 2상영역의 용융체/결정이 스트랜드의 중앙에 존재하는, 예를 들어 10m/min의 최대 주조속도의 주조 및 압연과정, Prior to the end of
- 세그먼트 0에서 최대 1.2㎜/s의 스트랜드 셸의 변형속도,Strain rate of strand shell up to 1.2 mm / s in
- 세그먼트 1 직전에 배치되어 있는 세그먼트 0에서의 주조 및 압연변형과 무관한 세그먼트 1에서의 수직부로부터 다수의 벤딩점을 지나 내부 원호로의 최소의 벤딩변형밀도,The minimum bending strain density from the vertical portion in
- 바람직하게는 최대 주조속도의 80%의 평균-주조속도의 경웨, 내부 설비 반경으로부터 여러개의 교정(straightening) 벤딩포인트나 역방향 벤딩포인트를 지나 최종 응고전 적어도 12s 또는 적어도 2m 이전의 수평부분에 이르기까지의 최소의 교정.Preferably at an average-cast speed of 80% of the maximum casting speed, from the inner plant radius through several straightening or reverse bending points to a horizontal portion at least 12 s or at least 2 m before final solidification. Minimum calibration up to.
도 2에서 그리고 부분도 3b에서,(도 3의 우반부 참조) 본 발명의 방법 및 장치에 관하여 도시하였다.In FIG. 2 and in part 3b (see right half of FIG. 3), the method and apparatus of the present invention are illustrated.
도 2는 주조속도 5 및 10m/min에 대한 설비구성의 지시; 순수한 용융상의 연장, 주조속도에 의존하는 최종응고 및 변형한계값과 함께 스트랜드 안내부 길이에 걸친 본 발명에 의한 스트랜드의 내부변형의 분포를 도시한다.2 shows the installation configuration for casting
본 발명에 따른 연속주조방법은, 스트랜드 안내부 길이에 걸쳐 스트랜드변형밀도가 최소화되고, 각각의 타입의 변형은 다른 타입의 변형과 무관하게 연속적으로 발생하도록 구성된다. 변형커브(D-5) 및 (D-10)은 임계값, 즉 한계변형(D-Kr) 아래에서 진행된다. 나아가 상기 변형커브는 주조 및 압연 및 벤딩에 의해 발생하는 변형들의 누적이 회피된다는 것을 보여주는데, 그 이유는 도시된 실시예에서 스트랜드 두께축소(D-Gw)는 3m 길이를 가지는 수직의 세그먼트 0에서 수행되고, 스트랜드의 벤딩(D-B)은 다섯 개의 벤딩포인트를 통과하는 후속의 세그먼트 1에서 수행되기 때문이다.In the continuous casting method according to the present invention, the strand strain density is minimized over the length of the strand guide, and each type of deformation is configured to occur continuously regardless of other types of deformation. The deformation curves (D-5) and (D-10) proceed below the threshold value, that is, the limit deformation (D-Kr). The deformation curve further shows that the accumulation of deformations caused by casting and rolling and bending is avoided, because in the illustrated embodiment the strand thickness reduction (D-Gw) is performed on
더 나아가 도 2는, 분배기내의 철강의 25℃의 과열에 있어서 응고시간의 약 10%를 차지하는 최저 액상점(1.1) 또는 과열영역 또는 투과영역이, 최대 10m/min 주조속도의 경우에 메니스커스 아래 3m까지 도달하거나 세그먼트 0 내로 2m 깊이까지 연장된다는 것을 보여준다. 이것은 산화물이 수직으로 배열된 순수한 용융된 상내에서 자유롭고, 대칭을 이루도록 상승할 수 있고, 동시에 이로부터 스트랜드 내부의 2상영역이 스트랜드 금속을 채우는 최저 액상점 아래의 영역에서 주조 및 압연에 의한 결정의 분쇄 및 대형 분정(segregation) 및 중간규모 분정의 억제가 세그먼트 0에서 1m 잔류길이에 걸쳐 행해진다는 사실을 명확하게 한다.Furthermore, FIG. 2 shows the meniscus when the lowest liquid phase (1.1) or superheated or permeable region occupies about 10% of the solidification time at 25 ° C overheating of the steel in the distributor. It extends to 3m below or extends to 2m deep into
2상영역은, 액상점의 최저의 위치를 나타내는 직선(G1) 및 주조속도에 따른 섬프 에지의 위치를 끝을 나타내는 직선(G2) 사이에 위치한다. 결정/용융체 2상영역은 VG 5m/min의 속도일 때 메니스커스 아래 1.5m(액상점 1.2) 또는 스트랜드가 세그먼트 0으로 들어간 뒤 0.5m에서 시작되고 섬프 에지의 약 15.1m(지점 2.2(도 2))에서 끝난다. 10m/min의 주조속도일 경우 2상영역은 약 3m(1.1)에서 시작하고 약 30.2m(2.1)에서 섬프 에지와 함께 끝난다(도 2 참조).The two-phase region is located between the straight line G1 indicating the lowest position of the liquid point and the straight line G2 indicating the position of the sump edge according to the casting speed. The crystal / melt two-phase region starts at 1.5m below the meniscus (liquid point 1.2) or 0.5m after the strand enters
스트랜드 셸 사이의 완전한 2상영역과 함께 하는 스트랜드 축??소 또는 주조 및 압연과정은 주조속도 VG 5m/min일 때 세그먼트 0 의 잔여 길이 2.5m에 걸쳐 그리고 VG 10m/min일 때 1m에 걸쳐 진행된다. 상기 두 경우에 2상영역의 강제대류가 일어나고 이로써 스트랜드 내부품질의 개선이 보장된다.Strand reduction or casting and rolling with the complete two-phase zone between the strand shells proceeds over the remaining length 2.5m of
도3에 따르면, 예컨대 4m의 내부반경을 가지는 스트랜드로부터 다수의 역벤딩포인트를 예컨대 5개의 교정점을 통과하여 수평부분으로 스트랜드를 역벤딩하는 것은, 완만한 역변형(D-R)을 확실하게 하고 동시에 최종응고 및 이에 따른 스트랜드 내부품질에 대한 스트랜드 변형의 나쁜 영향을 방지하기 위하여 예컨대 2m 길이의 세그먼트 4에서 수행된다.According to Fig. 3, for example, reverse bending a strand from a strand having an internal radius of 4 m to a horizontal portion through, for example, five calibration points, ensures a gentle reverse strain (DR) and at the same time In order to prevent the adverse effects of strand deformation on the final solidification and thus on the strand internal quality, for example, it is performed in
나아가 도 3에 도시된 부분도 3b가 논의되어야 한다. 특히 여기서는 부분도 3a와 비교할 때에, 100mm로부터 80mm로의 주조 및 압연변형(D-Gw)이 3m 길이의 세그먼트 0에 걸쳐 진행되고, 이에 따라 10m/min의 주조속도에서는 1.11㎜/s의 변형속도로, 그리고 VG 5m/min 속도에서는 0.55mm/s의 변형속도로 진행된다. 이러한 변형속도는 2m 길이의 세그먼트 0 에서 10m/min 주조속도일 경우 1.66㎜/s에 비하여 현저하게 감소된 것이다. 이로써 변형속도는 이미 알려진 1.25㎜/s의 임계수치 이하로 된다.Furthermore, part 3b of FIG. 3 should be discussed. In particular, here, when compared with the partial view 3a, casting and rolling deformation (D-Gw) from 100 mm to 80 mm proceeds over a
본 발명에 의해 얻어지는 장점은 수직-주조 다이 바로 아래에 수직 배열된 세그먼트 0에서의 주조 및 압연단계에 의한 주로 60mm 내지 120㎜의 응고두께의 박슬래브를 위한 연속주조방법을 확실하게 한 것에 기인한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 철강이 잠겨진 분배기(V)로부터 주입파이프(Ta)에 의해 수직주조 형 내로 유도되는데, 다음과 같은 사실들, 즉The advantage obtained by the present invention is due to the assured continuous casting method for thin slabs of solidification thickness of 60 mm to 120 mm, mainly by casting and rolling steps in
- 정확한 진동과 주조과정 동안에 진동의 주파수 및 진동방식의 높이의 정확한 편차-Accurate vibration and exact deviation of the frequency of vibration and the height of vibration during the casting process
- 전체 스트랜드 폭에 걸친 균일한 슬래그윤활Uniform slag lubrication over the entire strand width
- 정숙한 배스 레벨 운동-Quiet Bass Level Workout
- 주조 다이로의 균일한 열전달Uniform heat transfer to the casting die
- 주조 다이 및 스트랜드 안내부의 중심으로의 스트랜드 진행-Strand progress to the center of casting die and strand guide
- 균열을 피하는 한편 높은 주조안전성을-High casting safety while avoiding cracks
확실하게 하기 위하여 바람직하게는 오목한 광폭면 플레이트를 구비하여야 하고 유압방식으로 구동되어야 한다.In order to be sure it is preferably provided with a concave wide surface plate and driven hydraulically.
고속 주조속도에서도 바르고(straight) 확실하게 스트랜드를 유도하기 위해서, 스트랜드 안내수단도 직선도(linearity)로부터 최대 2×12㎜ 벗어나게 오목한 형상으로 구성될 수 있다. 이것은 예를 들어 오목하게 형성된 형상을 가지는 스트랜드 안내롤러로써 실현될 수 있다. 또한 주조 다이 출구 또는 최초 스트랜드 안내롤러로부터 스트랜드 안내부의 최종롤러까지의 오목한 변형의 정도는 일정할 필요가 없으며, 스트랜드 안내부의 끝을 향하여 최소의 잔류 오목도(concavity) 또는 잔류 곡도(curvature)까지 함수적으로 점진적으로 감소할 수도 있다.In order to straighten and reliably guide strands even at high casting speeds, the strand guide means can also be configured in a concave shape up to 2 x 12 mm away from linearity. This can be realized for example with a strand guide roller having a concave formed shape. In addition, the degree of concave deformation from the casting die exit or the initial strand guide roller to the final roller of the strand guide need not be constant, and functions to the minimum residual concavity or residual curvature towards the end of the strand guide. It may also decrease gradually.
세그먼트 0는 수직으로 배열되어야 하고 오직 스트랜드 두께축소를 위해 독자적으로 사용되어야 한다. 이것은 반드시 최대 주조속도일 때 스트랜드에서 1.25㎜/s 보다 작은 주조두께의 축소속도를 발생할 수 있는 최소 길이를 가져야 하고, 동시에 가능한 최대 주조속도에서 과열의 완전한 제거 및 결정/용융체 2상영역에서 결정상의 분쇄 그리고 대형 분정 및 중간규모 분정의 억제를 확실하게 하는 최소길이를 가져야만 한다. 상기한 이 예에서 세그먼트 0는 3m의 길이를 가진다.
본 발명에 따르면, 세그먼트 0 의 연속주조과정에 바로 이어지는, 세그먼트 1 에서는, 스트랜드 셸 변형밀도를 작게 유지하고 앞서 행한 주조 및 압연변형과 함께 누적되지 않도록 하기 위해서, 스트랜드 셸 사이에서 2상혼합물이 있는 상태로 예컨대 5개의 벤딩포인트를 거쳐 예컨대 4m의 내부 원호로 스트랜드의 벤딩이 수행된다. According to the present invention, in
예를 들어 약 8m의 설비높이와 기하학적 관계에 따라, 세그먼트 4에서는, 주조속도 VG 5 또는 10m/min일 때 메니스커스(meniscus)로부터 약 15m 또는 30m 떨어진 거리에서 발생하는 최종 응고보다 훨씬 이전인 메니스커스로부터 약 12m 떨어진 거리에서 예컨대 5개의 교정점을 통과하여 수평부로의 역벤딩이 진행된다. 그 결과, 역벤딩과 이에 따른 내부 스트랜드 셸의 변형 및 변형에 극도로 민감한 최종응고 사이의 시간은 36s 또는 108s가 되며, 섬프 에지의 영역에서의 최종응고에 대한 나쁜영향 및 역벤딩에 기인하는 슬래브의 코어 내의 결함이 제거된다.For example, depending on the plant height of about 8 m and its geometrical relationship, in
도 4에서 도시하는 본 발명의 실시예는, 유압구동 장치를 구비한 수직-주조 다이의 출구에서 평균 100㎜ 두께의 스트랜드, 응고두께 80㎜, 최대 주조속도 10m/min인 최대 3.0 mio/t/pa의 생산을 위한 단일라인 연속주조설비로서, 이 연속주조설비는 다음을 포함한다.The embodiment of the invention shown in FIG. 4 is characterized in that, at the exit of a vertical-casting die with a hydraulic drive, an average of 100 mm thick strand, a solidification thickness of 80 mm, a maximum casting speed of 10 m / min and a maximum of 3.0 mio / t / As a single line continuous casting plant for the production of pa, this continuous casting plant includes:
- 메니스커스 중앙에서 최대 180㎜, 중앙에서 최소 100㎜의 폭을 가지고 주조 다이의 좁은 측부의 영역에서 100㎜의 폭을 가진 1.2m 길이의 수직-주조 다이A 1.2 m long vertical-casting die with a width of up to 180 mm in the center of the meniscus and a minimum of 100 mm in the center and a width of 100 mm in the region of the narrow side of the casting die;
- 스트랜드 두께를 80㎜로 축소하기 위한 3m 길이의 협지세그먼트로서 설치된 수직 세그먼트 0-
- 다섯 개의 벤딩포인트 및 4m의 내부반경을 가지는 세그먼트 1
- 내부 원호부에 있는 세그먼트 2와 3-
- 다섯 개의 교정점을 구비한 세그먼트 4와 그리고
- 스트랜드 안내부의 수평부에 있는 세그먼트 5 내지 13.
전체 연속주조설비는 약 30m의 야금 길이(metallurgical length)를 가지는데, 그 중에서 약 4m는 수직으로 배열돼 있고(K 및 0), 약 8m는 원호부로(세그먼트 1, 2, 3, 4), 약 18m는 수평으로 배치되어 있다(세그먼트 5 내지 13). 최대 10m/min의 주조속도에서 최저 액상점((1.1))은 3m 길이의 세그먼트 0 내부로 약 2m가 뻗어 있으므로, 산화물이 최적의 방식으로 주조슬래그 내로 상승하게 되고, 철강에 잔류한 산화물이 대칭적으로 분배되는 한편, 2상영역에서 결정의 분쇄와 스트랜드에서 코어 분정의 억제를 확실하게 한다. 메니스커스로부터 약 16.5m 떨어진 거리에서, 50%의 결정비율(50%의 중량비)의 2상혼합물은 10,000cP의 점도를(20℃에서 꿀과 동일함) 가진다. 그 밖에 최종 세그먼트(13)에서 최종응고((2.1))는 세그먼트 4의 역벤딩으로부터 멀리 떨어져서 실행된다. The entire continuous casting plant has a metallurgical length of about 30m, of which about 4m is arranged vertically (K and 0), about 8m with arcuate (
역벤딩과 섬프 에지에서의 최종응고 사이에, 양질의 코어응고를 보장하는 약 108s의 방해요인 없는 응고시간이 가용해진다.Between the reverse bending and the final solidification at the sump edge, there is an unobstructed solidification time of about 108 s which ensures good core solidification.
도 1은 종래기술에 의한 연속주조법에서의 스트랜드 안내부 길이에 대한 내부변형과 주조속도와의 관계를 도시한 그래프.1 is a graph showing the relationship between the internal strain and the casting speed for the length of the strand guide portion in the continuous casting method according to the prior art.
도 2는 주조속도 5 및 10 m/min에 대한 설비구성의 특징, 순수 용융상의 확대, 주조속도에 따른 응고종단부, 스트랜드 안내부 길이에 대한 내부변형을 도시한 도면, Figure 2 shows the characteristics of the equipment configuration for the
도 3은 2 m 길이의 세그먼트 0에서 10 m/min의 최대 주조속도를 위한 최종 세그먼트 14에서의 최종응고에 이르기까지 응고두께 100 ㎜에서 80 ㎜에 연속된 스트랜드 두께축소가 있는 주조 다이에서 메니스커스에 의한 100 ㎜ 두께의 상이한 위상의 형성을 도시한 도면, 그리고 FIG. 3 shows the menis in a casting die with a strand reduction of continuous thickness reduction from 100 mm to 80 mm from
도 4는 본 발명의 실시도.4 is an embodiment of the present invention.
(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)(Explanation of symbols for the main parts of the drawing)
- (D-5) 5m/min 연속주조속도에 대한 응고중의 스트랜드 내부변형-(D-5) Strand internal deformation during solidification at 5m / min continuous casting speed
- (D-10) 10m/min 연속주조속도에 대한 응고중의 스트랜드 내부변형-(D-10) Internal deformation of strand during solidification at 10m / min continuous casting speed
- (D-B) 수직부에서 내부 원호로 스트랜드를 벤딩할 때 스트랜드 내부 셸에 대한 벤딩변형-(D-B) bending deformation of the strand inner shell when bending the strand with the inner arc at the vertical part
- (D-R) 내부 원호에서 나와 다수의 역벤딩포인트를 통해 수평부로 역벤딩시킬 때의 스트랜드 내부 셸의 역벤딩변형-(D-R) reverse bending deformation of the inner shell of the strand when reverse bending horizontally through multiple reverse bending points out of the internal arc
- (D-Gw) 스트랜드 내부 셸의 연속주조압연변형-(D-Gw) Continuous casting rolling deformation of inner shell of strand
- (D-Ge) 스트랜드 내부 셸의 전체변형 (D-Ge)=(D-B)+(D-Gw)-(D-Ge) Total deformation of the strand inner shell (D-Ge) = (D-B) + (D-Gw)
- (D-Kr) 스트랜드 내부 셸의 임계 또는 한계변형-(D-Kr) critical or limit deformation of the inner shell of the strand
- (1) 연속주조속도와 관계된 메니스커스로부터의 m만큼 이격된 최저 액상점 또는 과열의 최저점-(1) the lowest liquidus point or the lowest point of overheat spaced from the meniscus in relation to the continuous casting speed
- (1.1) 연속주조속도 10m/min일 때 메니스커스로부터 최저 액상점의 거리-(1.1) the distance of the lowest liquid point from the meniscus at a continuous casting speed of 10 m / min
- (1.2) 연속주조속도 5m/min일 때 메니스커스로부터 최저 액상점의 거리-(1.2) Distance of the lowest liquid point from the meniscus at 5 m / min continuous casting speed
- (Gw-50%) 연속주조속도 5와 10m/min 일 경우 메니스커스로부터 8.25m와 16.6m 거리에서 약 10 000 cP(20℃에서 꿀과 유사) 및 50% 결정비율의 2상혼합물-(Gw-50%) Two-phase mixture of about 10 000 cP (similar to honey at 20 ° C) and 50% crystal ratio at 8.25 m and 16.6 m from the meniscus at continuous casting speeds of 5 and 10 m / min
- (2) 연속주조속도와 관련하여 메니스커스로부터 m만큼 이격된 최저 응고점 또는 섬프 에지(sump edge)(2) the lowest freezing point or sump edge spaced m from the meniscus in relation to the continuous casting speed;
- (2.1) 연속주조속도 10m/min일 때 메니스커스로부터 섬프 에지의 거리-(2.1) the distance of the sump edge from the meniscus at a continuous casting speed of 10 m / min.
- (2.2) 연속주조속도 5m/min일 때 메니스커스로부터 섬프 에지의 거리-(2.2) the distance of the sump edge from the meniscus at 5 m / min continuous casting speed
- V 분배기-V distributor
- Ta 탕주입구-Ta Tang inlet
- K 유압진동구동의 수직-주조 다이-Vertical casting dies for K hydraulic vibration drives
- 0 협지 세그먼트로서 세그먼트 0-
- 1 벤딩세그먼트로서 세그먼트 1
- 2 원호세그먼트로서 세그먼트 2-
- 3 원호세그먼트로서 세그먼트 3
- 4 역벤딩세그먼트로서 세그먼트 4
- 5 수평세그먼트로서 세그먼트 5-
- 6 수평세그먼트로서 세그먼트 6-
- - - - - - - - --------
- 14 수평세그먼트로서 세그먼트 1414 segments as 14 horizontal segments
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Citations (4)
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-
1997
- 1997-12-22 KR KR1019970071951A patent/KR100540922B1/en not_active IP Right Cessation
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