KR100544658B1 - 슬라브 연속주조시 단변 몰드 테이퍼 조절방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 슬라브 연속주조시 단변 몰드 테이퍼 조절방법에 관한 것으로, 중앙제어부에 주조할 주편의 정보를 입력하여 설정하는 단계와; 주조중 몰드에 설치된 몰드온도센서 및 냉각파이프의 출구측에 설치된 냉각수온도센서, 유량계를 통해 몰드의 상하길이방향 온도변화를 검출하여 그 검출값을 컨트롤유니트로 송출하는 단계와; 수신된 검출값을 토대로 중앙제어부에 입력된 설정값과 비교하여 주편과 몰드 간의 간격을 예측하는 단계와; 예측된 간격을 최소화시킬 있도록 컨트롤유니트를 통해 상측 및 하측 몰드가변부재를 작동시켜 몰드의 상하 테이퍼각을 조절함으로써 최적의 주조조건으로 유지하는 단계를 통하여 단변 몰드의 테이퍼각을 용이하게 조절할 수 있게 된다.

본 발명에 따르면, 주조속도, 강종변화 등 조업조건에 따라 능동적으로 테이퍼를 조절할 수 있어 주편의 응고쉘 두께를 용이하게 조절할 수 있음과 동시에 브랙아웃과 같은 같은 주조 이상발생에 대해 능동적으로 대처할 수 있고, 뿐만 아니라 최적의 냉각조건을 유지시켜 주편품질을 향상하고, 몰드의 마모를 감소시켜 그 수명을 연장시키는 효과를 제공한다.

Description

슬라브 연속주조시 단변 몰드 테이퍼 조절방법{CONTROL METHOD FOR MOLD TAPER OF SHORT SIDE PLATE IN CONTINUOUS CASTING OF SLAB}

도 1은 종래 기술에 따른 몰드의 테이퍼 조절방법을 보인 예시도,

도 2는 본 발명에 따른 몰드의 테이퍼 조절방법을 설명하기 위한 구성도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

3 : 용강 4 : 주편

20 : 몰드 22 : 몰드온도센서

24 : 냉각수온도센서 26 : 유량계

30,32 : 몰드가변부재 40 : 냉각파이프

50 : 컨트롤유니트 70 : 간격

본 발명은 슬라브 연속주조에서 단변부 몰드 상하부의 테이퍼를 조절할 수 있도록 하여 주조중 안정적인 주편 냉각을 통해 주편의 품질향상을 도모하고 몰드의 수명을 연장시킬 수 있도록 한 슬라브 연속주조시 단변 몰드 테이퍼 조절방법에 관한 것이다.

슬라브는 도 1의 (가),(나)에 도시된 바와 같이, 수냉되는 몰드(1)에 용강(3)을 주입하여 응고시킴으로써 연속적으로 주편(4)을 뽑아내는 방식에 의해 제조된다.

통상, 주편(4)의 단면 형상은 직사각형을 이루는 바, 이는 몰드(1)의 장단변부에 의해 기인된다.

대부분의 장단변은 유압수단(5a,5b)에 의해 지지되며, 특히 장변의 경우는 거의 폭이 일정하게 주조되고 있다.

그러나, 최근에는 수요가의 요구가 다양해져 장변폭을 가변시키면서 주조하고 있으며, 이로 인해 안정된 주조를 위해서는 주조속도를 늦추어야 한다.

연속주조시 주편(4)은 몰드(1)를 통과하면서 열 및 응고수축에 기인한 수축현상을 유발하며, 이때 몰드의 하단부에서 몰드(1)와 주편(4) 사이에 갭(7)이 발생되게 된다.

이는 주조조건 및 강종에 따라 다르지만 주조속도 1m/min에 장변폭의 약 0.8% 정도까지 수축(즉, 응고수축율이 0.8%)하기도 하며, 이러한 갭(7)은 몰드플럭스, 공기로 구성되어 있기 때문에 주편(4)에서 몰드(1)로의 열전달을 감소시키게 된다.

따라서, 이와 같은 주편수축을 보상하기 위해 단변부 몰드의 상단폭은 상대적으로 넓게하고 하단폭은 좁게하여 경사지게 한다든지 혹은 몰드(1) 자체를 일정한 테이퍼를 갖도록 형성하고 있다.

그런데, 몰드(1)의 경사 및 테이퍼 정도는 실험에서 얻은 파라메타에 의해 결정되므로 주조중에는 바꾸지 않으나 주조시작, 종료시점, 주조 이상발생, 주편의 폭 가변시와 같이 조업조건에 따라 주조속도가 변하게 될 경우 주편의 수축량도 변하게 되므로 이때에는 몰드(1) 테이퍼를 일정하게 유지시키는 것은 문제가 있다.

뿐만 아니라, 정상적인 주조상황에서도 내외적 요인에 의해 갭(7)이 크게 되면 주편(4)에서 몰드(1)로의 열전달이 감소하여 주편의 응고쉘이 얇아지고 브랙아웃(BREAKOUT)이 유발되며, 갭(7)이 작게 되어도 몰드(1)와 주편(4) 간에 마찰이 심해져 주편(4)에 크랙을 유발시키게 된다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술이 갖는 제반 문제점을 감안하여 이를 해결하고자 창출한 것으로, 주편에서 몰드로 전달되는 열량분포를 검출하고 그에 대응되게 단변부 몰드 상하부의 위치를 조절할 수 있도록 함으로써 안정적인 고품위의 주편을 생산할 수 있도록 한 슬라브 연속주조시 단변 몰드 테이퍼 조절방법을 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 상기한 목적은 중앙제어부에 주조할 주편의 정보를 입력하여 설정하는 단계와; 주조중 몰드에 설치된 몰드온도센서 및 냉각파이프의 출구측에 설치된 냉각수온도센서, 유량계를 통해 몰드의 상하길이방향 온도변화를 검출하여 그 검출값을 컨트롤유니트로 송출하는 단계와; 수신된 검출값을 토대로 중앙제어부에 입력된 설정값과 비교하여 주편과 몰드 간의 간격을 예측하는 단계와; 예측된 간격을 최소화시킬 있도록 컨트롤유니트를 통해 상측 및 하측 몰드가변부재를 작동시켜 몰드의 상하 테이퍼각을 조절함으로써 최적의 주조조건으로 유지하는 단계를 포함 하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 슬라브 연속주조시 단변 몰드 테이퍼 조절방법을 제공함에 의해 달성된다.

이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 조절방법을 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.

도 2에 따르면, 장변 혹은 단변, 바람직하게는 단변부 몰드(20)의 길이방향을 따라 일정간격으로 몰드온도센서(22)를 설치하고, 용강(3)의 유입후 주편(4)의 응고셀 형성에 따른 몰드(20)의 상하부간 온도변화를 측정할 수 있도록 한다.

아울러, 상기 몰드(20)를 상하로 관통하는 냉각파이프(40)의 출구측에는 냉각수온도센서(24)를 설치하여 냉각수의 온도변화를 검출할 수 있도록 구성하며, 보다 정확한 제어를 위하여 유량계(26)를 그 인접위치에 부설한다.

몰드온도센서(22), 냉각수온도센서(24) 및 유량계(26)의 검출정보는 컨트롤유니트(50)와 전기적인 연결관계를 통해 교신가능하게 설치되며, 상기 컨트롤유니트(50)에는 상하측 몰드가변부재(30,32)가 연결된다.

상기 상하측 몰드가변부재(30,32)는 각각 몰드(20)의 상측과 하측에 연결된 유압 혹은 공압실린더와 같은 것으로 상기 몰드(20)에 외력을 가하여 몰드(20)의 경사각, 즉 테이퍼각을 조절할 수 있도록 구성된다.

이러한 구성을 토대로 본 발명의 조절방법을 설명하면, 몰드(20)에 공급된 용강(3)은 냉각되어 응고쉘을 형성하게 된다.

이때, 주편(4)은 수축하게 되어 주편(4)과 몰드(20) 간에는 간격(70)이 유발되게 된다.

이러한 간격(70)으로 인해 주편(4)에서 몰드(20)로 전달되는 열량의 변화가 발생하게 된다.

이 열량변화는 냉각파이프(40)의 출구측에 설치된 냉각수온도센서(24)에 의해 검출된다.

검출된 결과로부터 주편(4)에서 몰드(20)로 전달되는 열량을 산정하여 몰드(20) 하단을 통과하는 시점의 주편(4) 응고쉘 두께를 예측할 수 있게 된다.

또한, 주조 길이방향으로 설치된 몰드온도센서(22)를 통해 주편(4)에서 몰드(20) 방향으로의 상대적인 열전달량 분포를 산정할 수 있게 된다.
즉, 상기 몰드온도센서(22)로부터 검출된 몰드(20)의 온도프로파일(분포)와 냉각수온도센서(24)를 통해 검출된 냉각파이프(40)의 입,출구에서의 온도분포를 통해 공지된 열전달식 이를테면, 열전달량(Q)=kㆍ(dT/dx) (이때, dx는 미소길이, dT는 온도변화, k는 상수이다)을 통해 강종에 따라 정해진 응고수축율과 비교하여 그 갭을 최소화시키도록 한 것이다.

이와 같은 데이터값을 통해 주조 길이방향의 열전달량 분포를 예측할 수 있게 된다.

한편, 열전달량은 조업조건, 즉 주조속도, 강종 등에 따라 달라지게 되는 바, 예컨대 주조속도가 증가하면 주편(4)에서 몰드(20)로 전달되는 열량은 증가하나 몰드(20) 상단부와 하단부간의 열전달량에 있어 편차가 적고, 주편의 응고쉘 두께도 얇아져 주편의 수축량도 줄어들게 되므로 주편(4)과 몰드(20)간의 간격(70)이 감소하게 된다.

이때에는, 중앙제어부(80)로부터 수신한 초기 조업조건과 온도센서 및 유량계로 산정한 열전달량 분포를 컨트롤유니트(50)를 통해 비교 분석한 후 그에 합당한 몰드(20)의 테이퍼량을 산출하도록 한다.

반면에, 몰드 하단부의 열전달이 작을 경우는 주편(4)과 몰드(20) 간의 간격(70)이 크다는 것을 의미하므로 몰드(20)에 설치된 상하측 몰드가변부재(30,32)를 적절히 조절하여 몰드의 테이퍼를 더 크게 함으로써 상기 간격(70)을 최대한 줄이도록 한다.

이와 같이 함으로써, 주조시작, 종료시점, 주조 이상발생, 주편의 폭 가변 등 불안정 조업조건에서도 안정적으로 주조를 할 수 있게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 주조속도, 강종변화 등 조업조건에 따라 능동적으로 테이퍼를 조절할 수 있어 주편의 응고쉘 두께를 용이하게 조절할 수 있음과 동시에 브랙아웃과 같은 같은 주조 이상발생에 대해 능동적으로 대처할 수 있다.

뿐만 아니라, 최적의 냉각조건을 유지시켜 주편품질을 향상하고, 몰드의 마모를 감소시켜 그 수명을 연장시키는 효과를 제공한다.

Claims (1)

1. 중앙제어부에 주조할 강종에 따른 주조속도, 응고수축율에 대한 주편의 정보를 입력하여 설정하는 단계와;

   주조중 몰드에 설치된 몰드온도센서로부터 검출되는 몰드의 온도분포 및 냉각파이프의 출구측에 설치된 냉각수온도센서, 유량계를 통해 검출된 입출구간의 온도차를 이용하여 몰드의 상하길이방향 온도변화를 검출하고 그 검출값을 컨트롤유니트로 송출하는 단계와;

   수신된 검출값을 토대로 중앙제어부에 입력된 설정값인 강종에 따른 응고수축율과 비교하여 주편과 몰드 간의 간격을 예측하는 단계와;

   예측된 간격을 최소화시킬 있도록 컨트롤유니트를 통해 상측 및 하측 몰드가변부재를 작동시켜 몰드의 상하 테이퍼각을 조절함으로써 최적의 주조조건으로 유지하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 슬라브 연속주조시 단변 몰드 테이퍼 조절방법.

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