KR100634049B1 - Method for oscillating a continuous-casting mould by means of variable oscillation parameters - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 진동 장치를 이용하는 강 연속주조 주형의 진동 방법에 관한 것으로서, 여기에서 스트로크 높이가 스트랜드 배출 속도에 따라 조정되고 주형이 스트랜드에 대하여 전방 슬립(forward slip)을 나타내는 경우, 즉 소위 네가티브 스트립(negative strip)인 경우에는 액상 및/또는 고상의 주조 매체가 주형과 스트랜드 사이의 틈에 넣어진다.The present invention relates to a vibration method of a steel continuous casting mold using a vibration device, wherein the stroke height is adjusted in accordance with the strand discharge speed and the mold exhibits forward slip with respect to the strand, ie a so-called negative strip ( In the case of negative strips, liquid and / or solid casting media is placed in the gap between the mold and the strand.
스트랜드와 주형 사이에 상대 운동을 발생시키기 위하여, 연속주조 시에 여기에서 사용하는 주형은 주기적으로 운동된다. 여기에서 주형의 바닥 표면에 위치하는 입자 내지 분말 상태의 주조 분말은 용융되어 윤활제로서 주형과 스트랜드 사이의 틈에 넣어지고, 이로서 주형과 스트랜드 사이의 마찰이 낮추어진다. 상기 효과를 통하여 주형의 마모가 상당히 줄여지고, 주형 벽에서의 스트랜드 고착이 방지된다.In order to generate relative motion between the strand and the mold, the mold used here in continuous casting is periodically moved. Here, the cast powder in the particle or powder state located on the bottom surface of the mold is melted and put into the gap between the mold and the strand as a lubricant, thereby lowering the friction between the mold and the strand. This effect significantly reduces the wear of the mold and prevents strand sticking on the mold wall.
주기적인 주형 운동은 일반적으로 위치 진행과 속도 진행에서 싸인(sign)파 진동을 나타내는데, 이 진동은 편심진동 시에는 일정한 높이와 주조속도에 알맞은 주기유지시간을 나타내게 된다.
진동 주기 동안에 주형이 스트랜드 상에서 미끄러질 때 마찰의 종류가 바뀌게 된다. Periodic mold movements generally represent sign wave oscillations in position and velocity progressions, which exhibit cyclic vibrations at constant height and casting speed during eccentric vibrations.
As the mold slides on the strands during the oscillation cycle, the type of friction changes.
스트랜드에 대하여 네가티브 스트립으로 알려진 주형의 전방 슬립의 경우 뿐만 아니라 포지티브 스트립으로 방향전환을 한 후에도 미끄럼 마찰이 발생하며; 방향 전환의 영역에서는 네가티브과 포지티브 스트립 사이의 정지 마찰이 나타나게 된다.Sliding friction occurs not only in the case of the front slip of the mold, known as the negative strip for the strand, but also after the redirection to the positive strip; In the area of divert, static friction between the negative and the positive strips appears.
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미끄럼 마찰 동안에는 교대 변환되는 인장 응력과 압축 응력이 주형에서 스트랜드 쉘로 전달된다.During sliding friction, alternating tensile and compressive stresses are transferred from the mold to the strand shell.
정지 마찰의 상태에서 주형과 스트랜드 사이의 속도가 거의 동일한 경우에는 야기되는 인장응력과 압축응력은 거의 평형유지된다. 주형의 상대적인 속도가 높아지거나 낮아지는 경우에는 주형이 스트랜드로부터 떨어지게 된다. 이것은 주형이 그 진행경로에서 하부에 위치하는 경우에 압축을 야기하고 이로 인하여 스트랜드 쉘의 속도 상승이 일어나게 되고, 주형이 진행경로에서 상부에 위치하는 경우에는 신장을 야기하고, 이로 인하여 스트랜드 쉘의 속도 감소가 일어나게 된다.In the case of static friction, the tensile and compressive stresses caused are nearly balanced when the speeds between the mold and strand are approximately equal. If the relative speed of the mold rises or falls, the mold will fall from the strand. This causes compression when the mold is located at the bottom of its path of travel, which results in an increase in the speed of the strand shell, and elongation when the mold is located at the top of the path of travel, thereby causing the speed of the strand shell. A decrease occurs.
상기와 같은 스트랜드 쉘의 반복되는 누름과 신장 과정은 전체 스트랜드의 진동 자극에 영향을 미치게 된다. 이것이 바람직하지 않은 조화된 주파수 범위 내에 있는 경우에 전체 주조 장치의 상승이 일어날 수 있다. 상기와 같은 단점은 주형과 스트랜드 쉘 사이의 마찰 계수가 클수록, 즉 윤활 작용이 적을수록 더욱 심해지고 이로 인하여 슬래그 공급이 심해진다. The repeated pressing and stretching process of the strand shell affects the vibration stimulation of the entire strand. If this is within the undesirable harmonized frequency range, a rise of the entire casting device can occur. The above disadvantage is that the greater the coefficient of friction between the mold and the strand shell, i.e., the less the lubrication, the more severe the slag feed.
상기와 같이 연속주조 장치의 주조 속도가 4.5m/min인 고속인 경우에는 다음과 같은 단점이 발생하게 된다.As described above, when the casting speed of the continuous casting device is a high speed of 4.5m / min, the following disadvantages occur.
1. 진동 주기는 주조 속도의 증가에 따라서 짧아지게 된다. 상기로 인하여 주형과 스트랜드 사이의 틈새에 마찰을 감소시키기 위하여 액상과 고상의 주조 재료가 유입되는 시간이 비례적으로 감소하게 된다. 상기로 인하여 주형의 마모가 상승하고, 스트랜드가 주형 벽에 고착되어 심한 경우에는 파손이 일어날 수 있는 위험성도 높아지게 된다. 1. The vibration cycle becomes shorter as the casting speed increases. This results in a proportional reduction in the time of introduction of the liquid and solid casting materials in order to reduce friction in the gap between the mold and the strand. This increases the wear of the mold and increases the risk that the strands will stick to the mold walls and, in severe cases, breakage.
2. 높은 주조속도는 높은 진동 주파수를 발생시키고 이로 인하여 운동 물체의 가속도를 높이게 된다. 따라서 주조장치는 높은 진동주파수에 의하여 미끄럼 마찰과 정지 마찰 사이의 더 빈번한 변화로 인하여 자극을 받는다.2. High casting speed generates high vibration frequency, which increases the acceleration of the moving object. The casting machine is therefore stimulated by the higher vibration frequency due to the more frequent change between sliding friction and static friction.
연속 주조 주형의 진동 발생 방법은 종래의 기술에서 알려져 있다.Vibration generating methods of continuous casting molds are known in the art.
이를테면, 종래의 특허 DE 37 04 793 C2에는 연속주조 주형용 스트로크 테이블 또는 여기에 직접 연결되어 회전 가능하도록 구동되는 2개의 편심축이 설치된 주형 스트로크 장치가 공지되어 있다. 회전 구동체와 편심축 사이의 연결에는 대부분 하나의 연결축이 설치되고, 편심축에서 빗나간 링크 헤드는 위치가 변하도록 설치되고 링크 헤드는 서로에 대하여 회전 가능하다.
주형이 비싸인파 형태로 운동하는 것은 카르단식 결함의 의식적인 이용에 의하여 야기된 것으로, 이것은 구동축이 축 사이에 일직선이 되지 않도록 설치된 경우에 발생한다. 높이의 변화와 회전 구동의 측면 변위를 통하여 주형이 다양한 비싸인파 형태로 운동하도록 할 수 있다.For example, in the prior art DE 37 04 793 C2, there is known a stroke table for continuous casting molds or a mold stroke device provided with two eccentric shafts which are driven to be rotatable directly connected thereto. The connection between the rotational drive body and the eccentric shaft is mostly provided with one connecting shaft, the link head which is deflected from the eccentric shaft is installed so as to change its position, and the link head is rotatable with respect to each other.
The movement of the mold in the form of a non-sinusoidal wave is caused by the conscious use of cardan defects, which occurs when the drive shaft is installed so that it is not aligned between the axes. The change in height and the lateral displacement of the rotary drive allow the mold to move in various non-sinusoidal forms.
특허 EP 0 121 622 B1에는 프레임에 설치된 주형을 사용하는 연속 주조용 방법이 개시되어 있으며, 이는 전자유압의 서보장치로 진동시키게 된다. 진동 발생장치는 기능발생기에 의해 발생되는 설정된 진동 진폭신호에 따라서 진동장치의 자체 주파수보다 더 높은 주파수에서 구동된다.
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EP 0 618 023 A1호에는 비교적 긴 측벽과 비교적 좁은 횡방향 벽을 가지는 주형을 사용하는 연속 주조 방법이 개시되어 있다. 주형의 진동과 동시에 1개의 시상(time phase)에서의 각각의 진동에서, 주형 속도 및 스트랜드 배출 속도의 차이가 주어진 값을 초과하는 경우에, 주형의 측벽은 주조 스트랜드의 횡방향으로 작은 양만큼 움직이게 되고, 한편 스트랜드와 주형의 속도가 거의 동일한 중지 시점에서는 측벽이 다시 주조 스트랜드 가까이 위치하게 된다. 상기와 같이 주형이 넓어지고 좁아지는 것이 반복됨으로서 스트랜드 축에 작용하는 인장력과 압축력은 감소되어야 하고, 그래서 진동 표시의 깊이는 감소하게 되고 스트랜드 중심에는 경미한 분리가 나타나게 된다. 상기 경우에는 주형이 넓어지고 좁아지는 것이 반복되는 것에 의하여 스트랜드와 주형 사이의 틈새에 슬래그가 쉽게 들어오게 된다.
종래의 기술로부터 네가티브 스트립, 주형 진동의 진폭 및 주파수를 비롯하여 이들의 운전 시의 조화된 조합이 주조 제품의 품질을 위해 중요하고, 주조될 용융체와 사용되는 주조 분말의 특성에 따라 조정되어야 한다는 것이 알려져 있다. 진동 인자의 선택은 연속주조 공정의 최적화를 위해 중요한 것이고, 진폭과 주파수의 최적 조합으로, 여기에서 네가티브 스트립은 소정의 한계값 이내에, 주로 15 내지 40% 사이에 놓여야 한다.
It is known from the prior art that the negative strips, amplitude and frequency of mold vibrations, as well as harmonized combinations in their operation are important for the quality of the cast product and must be adjusted according to the properties of the melt to be cast and the cast powder used. have. The choice of vibration factor is important for the optimization of the continuous casting process, with the optimal combination of amplitude and frequency, where the negative strip should lie within a predetermined limit, mainly between 15 and 40%.
주형이 싸인파 형태인 경우에 진동 인자의 임의적 조합이 불가능하다는 것이 상기 사실로부터 명백하게 나타난다. 따라서 진동 인자를 주조 속도와 독립적으로 선택하는 시도가 있다.
특허 EP 0 325 931 B1에는 진동장치를 사용하는 제강 연속주조 주형의 진동 방법이 알려져 있으며, 여기에서 스트로크 높이는 스트랜드 배출 속도에 독립적으로 조정된다. 톱니 형태의 진동 운동에서는 주형은 전체 하강 운동 동안에 스트랜드를 추월하게 된다. 스트랜드 배출 속도가 낮은 첫 번째 영역에서는 진동 주파수는 네가티브 스트립 시간을 유지하여 높아지게 된다. 스트랜드 배출 속도가 계속적으로 높아지는 경우에는 2번째 영역에서 진동 주파수가 일정하게 유지되고 스트로크 높이는 스트랜드 배출 속도와 독립적으로 네가티브 스트립 시간을 유지하며 커지게 된다.It is evident from the fact that arbitrary combinations of vibration factors are not possible when the template is in sine wave form. Thus, attempts are made to select vibration factors independently of the casting speed.
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본 발명은 특히 높은 주조 속도와 스트랜드 배출 속도에서 상기의 단점, 애로점 및 기술적 한계를 극복하여 최적의 품질을 가진 연속 주조 제품의 생산을 가능하게 하고, 연속 주조장치의 중량 가속도를 감소시키고, 진동체에 대한 원심력을 감소시키는 것을 비롯하여, 주조 속도가 증가하는 경우에 네가티브-스트립-시간을 적어도 일정하게 유지하고 주형과 스트랜드 사이의 상대속도를 일정하게 조정함으로써 슬래그를 균일하게 회수할 수 있도록 하는 청구항 제 1 항에 따른 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention overcomes the above disadvantages, difficulties and technical limitations, especially at high casting speeds and strand discharge rates, to enable the production of continuous casting products of optimum quality, to reduce the weight acceleration of the continuous casting apparatus, and to vibrate Claims to uniformly recover slag by maintaining a negative-strip-time at least constant when the casting speed is increased, and by adjusting the relative speed between the mold and strands constant, including reducing the centrifugal force for the It is an object to provide a method according to
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 청구항 제 1 항에 따른 방법에서는 주조 속도가 일정한 경우에 가능한 긴 절대값의, 백분율 네가티브 또는 포지티브-스트립-시간을 달성하고, 주조 속도가 증가하는 경우에는 가능한 일정한 절대값의 백분율 네가티브 및 포지티브-스트립-시간을 달성하기 위하여, 주조 속도가 증가하는 경우에 상대적으로 상승된 스트로크와 함께 주파수의 상대적인 감소에 의하여 운동하는주형의 가속도가 전체적으로 감소되는 방식으로 진동 운동의 주파수와 스트로크가 서로 독립적으로 변화된다.In order to achieve the above object, the method according to
본 발명에 따른 방법을 사용함으로써 일정한 주조 속도의 경우에 주파수를 낮춤으로써 전체 운동 시스템의 가속도가 감소되고, 증가하는 주조 속도의 경우에는 거의 일정하게 유지된다는 장점이 있다. The use of the method according to the invention has the advantage that the acceleration of the overall motion system is reduced by lowering the frequency in the case of constant casting speed, and remains almost constant in the case of increasing casting speed.
상기 방법을 통하여 주파수뿐만 아니라 스트로크도 주조 속도와 독립적으로 서로 변동되는 것에 의해, 가능한 긴 및/또는 일정한 네가티브/포지티브-스트립-시간(negative/positive strip time)을 달성할 수 있게 된다.This method makes it possible to achieve as long and / or constant negative / positive strip time as possible by varying the frequency as well as the stroke independently of the casting speed.
동역학적으로 적합한 진동 스트로크를 사용한 주파수 감소방법을 통하여 다음과 같은 싸인파 진동의 효과가 얻어진다.Through the frequency reduction method using a dynamically suitable vibration stroke, the following effects of the sine wave vibration are obtained.
- 중량 가속도를 25%까지 낮춤으로써 진동체에 대한 원심력도 뚜렷하게 낮아지게 된다.By reducing the weight acceleration by 25%, the centrifugal force on the vibrating body is also significantly lowered.
- 주조 장치 시스템의 수반 진동이 방지된다.Concomitant vibration of the casting apparatus system is prevented.
- 기초와 기계 장치에 대한 부하가 작아지게 된다.-The load on the foundation and the mechanical device is reduced.
- 주형에 있는 주조면이 진동에 의하여 압축되지 않는다.-The casting surface in the mold is not compressed by vibration.
- 네가티브-스트립-시간이 백분율로 동일하지만, 절대값이 30%까지 더 길어진다. 주조 매체를 스트랜드 쉘과 동판 사이의 간격에 끌어들여 확장시키는데 더 긴 시간이 가용하게 된다.Negative-strip-time is equal in percentage, but the absolute value is up to 30% longer. Longer time is available to draw and extend the casting medium into the gap between the strand shell and the copper plate.
- 절대값의 네가티브-스트립-시간의 의도된 변동이 가능해진다.The intended variation of the negative-strip-time of the absolute value is possible.
- 네가티브-스트립-시간은 증가하는 주조 속도의 경우에 일정하게 유지된다.Negative-strip-time remains constant in the case of increasing casting speed.
- 슬래그를 일정하고 균일하게 유입시키는 것은 주형과 스트랜드 사이의 상대 속도를 일정하게 조정함으로서 가능해진다.The constant and uniform introduction of slag is made possible by constantly adjusting the relative speed between the mold and the strand.
- 증가하는 주조 속도에서 스트로크와 주파수를 조정함으로써 슬래그 윤활제를 균일하게 공급할 수 있게 된다.By adjusting the stroke and frequency at increasing casting speeds, the slag lubricant can be supplied uniformly.
- 전체적으로 빠른 주조속도로 실행할 수 있게 된다.-Can be run at a fast casting speed as a whole.
다른 유사한 장점으로는 사다리꼴형, 톱니형 진동 운동과 같은 다른 비싸인파형 진동 운동에서는 특히 중량 가속도 및 목적하는 주조 분말 윤활유의 계속적 감소 뿐만 아니라 다른 새로운 가능성이 얻어지게 된다. 비싸인파형 사다리꼴의 속도 형태는 신속한 주조기계에 특히 적합한 비대칭적 진행과, 주조 방향으로의 하강운동이 상승운동보다 더 느린 것을 특징으로 한다.Another similar advantage is that other non-sinusoidal vibrational movements, such as trapezoidal and toothed vibrational movements, in particular, yield new possibilities as well as the continuous reduction in weight acceleration and the desired cast powder lubricant. The speed form of the non-sinusoidal trapezoid is characterized by an asymmetrical progression, which is particularly suitable for rapid casting machines, and the downward movement in the casting direction is slower than the upward movement.
본 발명에 따른 실시예는 그림과 속도 곡선을 도면으로 도시하여 더욱 자세하게 설명한다.Embodiments according to the present invention will be described in more detail by showing figures and speed curves in the drawings.
도 1은 주조 속도에 대한 절대 네가티브 스트립 시간의 관계를 도시한 도표로서, 종래 기술에 따른 곡선과 본원 발명에 따른 곡선을 도시하고 있다.
도 2는 종래 기술에 따른 대칭 및 비대칭 주형 진동의 진동 곡선.
도 3은 본 발명에 따른 대칭 및 비대칭 주형 진동의 진동 곡선.
도 4에 있어서, 표 1은 도 2의 진동 곡선에 대한 수치의 예. 그리고
표 2는 도 3의 진동 곡선에 대한 수치의 예이다.1 is a diagram illustrating the relationship of absolute negative strip time to casting speed, showing a curve according to the prior art and a curve according to the present invention.
2 is a vibration curve of symmetrical and asymmetrical mold vibrations according to the prior art.
3 is a vibration curve of symmetrical and asymmetrical mold vibration according to the present invention.
In FIG. 4, Table 1 is an example of numerical values for the vibration curve of FIG. And
Table 2 is an example of numerical values for the vibration curve of FIG. 3.
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도 1은 증가하는 스트랜드 배출 속도를 가지는 주조 속도에 대한, 절대값의 네가티브-스트립-시간의 진행의 감소하는 시간(ms)관계를 도시한 것으로서 종래의 기술에 따른 곡선은 실선 그리고 본 발명에 따른 곡선은 점선으로 도시한 것이다. 본 발명에 따른 방법에 있어서 네가티브-스트립-시간은 평균적으로 종래의 기술에 따른 것보다 25%만큼 더 크게 나타나 있다.
도 2에는 종래 기술에 따른 대칭 및 비대칭 주형 진동의 진동 곡선을 도시하였다. 스트로크는 최대 3.1mm이고, 반면에 주파수는 6.6Hz, 396 진동/분을 나타낸다. 대응 가속도는 상대적으로 높은 5.3 m/s2이다(표 1 참고).
도 3에는 본 발명에 따른 대칭 및 비대칭 주형 진동의 진동 곡선을 도시하였다. 상기에서 스트로크는 3.9mm이고 도 3에 도시된 대응 곡선(3.1mm)보다 약 25% 더 크고, 가속도는 4.0 m/s2로 이는 도 3의 해당 진동 예(5.3 m/s2)보다 약 30% 더 작은 것이다.Figure 1 shows the decreasing time (ms) relationship of the progression of the negative-strip-time of the absolute value to the casting speed with increasing strand discharge rate, where the curve according to the prior art is a solid line and according to the present invention. The curve is shown by the dotted line. In the method according to the invention the negative-strip-time is shown to be 25% larger on average than that according to the prior art.
Figure 2 shows the vibration curves of symmetrical and asymmetrical mold vibrations according to the prior art. The stroke is up to 3.1 mm, while the frequency represents 6.6 Hz, 396 vibrations / minute. The corresponding acceleration is 5.3 m / s 2, which is relatively high (see Table 1).
3 shows the vibration curves of symmetrical and asymmetrical mold vibrations according to the present invention. The stroke is 3.9 mm above and about 25% greater than the corresponding curve (3.1 mm) shown in FIG. 3 and the acceleration is 4.0 m / s 2 which is about 30 above the corresponding vibration example of FIG. 3 (5.3 m / s 2 ). % Is smaller.
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주조 속도와 진동 변수인 스트로크/주파수 사이의 독립적인 관계를 수단으로 하는 본 발명에 따른 연속 주조 주형의 진동 방법에서는 본 발명의 주된 청구항에 따른 운동시스템의 가속도가 상대적으로 증가된 스트로크에서 주파수의 상대적인 감소로 인하여 전체적으로 상당히 낮추어진다.In the vibration method of the continuous casting mold according to the present invention by means of the independent relationship between the casting speed and the stroke / frequency which is the vibration variable, the relative frequency of the frequency in the stroke of which the acceleration of the motion system according to the main claims of the present invention is relatively increased. The decrease is considerably lowered overall.
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KR890011650A (en) * | 1988-01-28 | 1989-08-21 | 고오다 시게루 | Method and apparatus for vibrating continuous casting mold |
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