KR100685474B1 - 연속주조용 몰드 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 연속주조용 몰드에 관한 것이다.

이는 특히, 두개의 장변과 두개의 단변 결합으로 이루어져 소정의 용강투입공부를 형성하는 몰드에서 상기 용강투입부 내측에 형성되는 모서리부에 라운드부를 각각 형성하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은, 상기 두개의 장변과 두개의 단변으로 이루어져 소정의 용강투입부를 형성하는 몰드의 단변이 이중의 경사구조를 갖도록 형성되는 것을 특징으로 한다.

이에 따라서, 모서리부의 냉각을 원활하게 이루어 지도록 세로크랙을 방지하도록 한다.

또한, 슬라브 주편의 모서리부를 둥글게 하여 압연제품의 품질을 형상시키도록 하는 것이다.

연속주조, 몰드, 세로크랙, 용강투입부

Description

연속주조용 몰드{A MOLD OF THE SEQUENCE CASTING EQUIPMENT}

도1은 일반적인 연속주조 공정을 도시한 개략도 이다.

도2는 연속주조 공정에 사용되는 종래의 슬라브 몰드를 도시한 사시도 이다.

도3은 본 발명에 따른 몰드를 도시한 사시도 이다.

도4는 본 발명에 따른 몰드의 경사구조를 도시한 사시도 이다.

도5는 본 발명에 의해 제조된 주편의 크랙발생도를 도시한 그래프 이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

100...단변 200...용강투입구

300...유동홀 400...몰드

500..침지노즐 800...주편

900...장변

본 발명은 연속주조용 몰드에 관한 것으로서 더욱 상세하게는, 두개의 장변과 두개의 단변으로 이루어져 소정의 용강투입부를 형성하는 몰드의 모서리부에 라운드부를 각각 형성하는 연속주조용 몰드에 관한 것이다.

또한 본 발명은, 상기 몰드의 단변이 이중의 경사구조를 갖도록 설치되는 연속주조용 몰드에 관한 것이다.

본 발명은, 상기와 같은 구성을 통하여 모서리부의 냉각을 원활하게 이루어 지도록 세로크랙을 방지하는 연속주조용 몰드에 관한 것이다.

일반적으로 연속수조 공정은, 도1에서와 같이 1500℃ 정도로 용융되는 용강(M)을 턴디쉬(1)의 하부에 연결되는 침지노즐(3)을 통하여 몰드(4)의 내부로 통과시키며, 상기 몰드(4)에서 배출되는 용강은 몰드에 의해 소정의 형상을 유지하면서 배출되고, 상기 몰드(4)에 연결되는 다수의 풋트롤(5) 사이를 통과할 때 냉각노즐(6)에 의해 급냉되어 슬라브, 불룸, 빌렛등의 주편(8)을 생산하게 된다.

그리고, 상기의 연속주조공정에 사용되는 몰드(4)는 도2에서와 같이, 열전달이 용이한 동을 몸체로 하고 그 내부는 내마모성이 높은 크롬, 니켈 등으로 도금하여 마모를 방지하는 구성으로 이루어진 복수의 장변(9)과 단변(10)이 각각 연결되어 주편을 형성하기 위한 소정의 투입공간을 형성하고, 상기 투입공간 사이에 용강이 통과할 때 주편(8)을 형성하도록 되며, 상기 장변(9)과 단변(10)에는 다수의 냉각홈(12)이 외면에 형성되어 냉각수통로(7)를 통하여 냉각수가 공급되고, 단변(10)은 공압실린더(11)에 의해 가변토록 설치된다.

그러나, 상기와 같은 몰드는, 장변과 단변이 연결되는 부분의 형상을 직각으로 설계하여 연속 주조된 주편(8)의 모서리가 날카로운 직각을 형성하게 되며, 이로 인하여 주편이 냉각 되면서 모서리 부분이 먼저 냉각되고 중심부분이 후에 냉각되면서 두변에 큰 인장 응력이 발생되어 슬라브 주편(8)의 모서리에 크랙이 빈번하 게 발생되는 문제점이 있으며, 이러한 현상을 코너크랙, 세로크랙(Longitudinal Corner Crack)이라고 한다.

이때, 상기 슬라브 주편에서 모서리부분 세로크랙이 발생되는 원인은 모서리부분이 면 부위보다 냉각이 덜되기 때문으로 이러한 현상은 용강(M)이 몰드(4) 내에 주입될 때 온도가 떨어져 수축되면서 몰드와 용강 사이에 틈새가 발생 냉각 효과가 떨어져 발생되는 것이다.

이와같은 크랙을 제거하기 위해, 작업자가 직접 토치를 통하여 모서리부의 크랙을 제거하는 방법을 사용하기도 하나 이경우 안전사고가 빈번하게 발생됨은 물론 공정이 복잡하게 되는 문제점이 있는 것이다.

그리고, 상기와 같은 몰드와 용강 사이의 틈새를 에어 갭(Air Gap) 이라고 하며 이러한 에어 갭을 제거하려면 용강이 수축되는 양만큼 몰드의 구조를 경사지게 (Taper 구조) 하면 될 것이나, 경사 구조가 크면 용강이 내려가면서 마찰에 의하여 미세한 응고 층(Shell)이 파손되어 용강유출(Breakout)이 발생되기 때문에 일반적으로 몰드의 경사구조는 용강의 수축 량의 1/3 정도로 작게 하고 있다.

계속하여, 상기에서와 같은 단변(10)의 경사구조를 위하여 단변(10)일측에 공압실린더(11)가 연결되는 방식을 적용하고 있으나, 실린더(52a)로서 단변(10)이송 될때 하부를 더 당겨 경사 구조를 만드는 공법을 주로 사용함으로써 초기 액상수축 점에서 발생되는 수축에서 용강과 몰드(4)가 접촉이 되지 못하여 용강의 모서리부분에 쉘이 형성되지 못하고 모서리 온도가 높게 된다.

더하여, 상기 용강과 몰드사이에 틈새가 생기는 현상을 에어 갭(Ait Gap)이 라하고 이 에어 갭 때문에 용강과 몰드가 접촉되지 않아서 모서리 부분 온도가 높게 되므로서 모서리부에 주상조직(Columnar Structure)이 발생되어 모서리부분에 세로 크랙이 발생하게 되는 단점이 있는 것이다.

상기와 같은 문제점들을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 강편압연, 후판압연, 열연압연의 품질과 실수율을 향상시키도록 하고, 재 압연에서 제품 폭 부분 이상을 방지하여 트리밍 양을 최소화 하도록 하며, 트리밍을 생략하는 등 실수율 향상시키도록 하고, 모서리부의 크랙발생을 방지하여 이에 따른 후공정을 최소화 하도록 하는 연속주조용 몰드를 제공하는 데 있다.

본 발명은 상기 목적들을 달성하기 위하여, 두개의 장변과 두개의 단변으로 이루어져 소정의 공간을 형성하는 몰드의 용강투입공간 내측에 형성되는 모서리부에 라운드부를 각각 형성하며, 몰드의 단변이 이중의 경사구조를 갖도록 형성되도록 하는 연속주조용 몰드를 제공한다.

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 설명하면 다음과 같다.

도3 및 도4에 도시한 바와같이 본 발명은, 두개의 장변(900)과 두개의 단변(100)으로 이루어져 소정의 공간의 용강투입부(200)를 형성하는 몰드(400)를 설치한다.

그리고, 상기 몰드(400)의 용강투입부(200) 내측에 형성되는 모서리부(C)에 라운드부(R)를 각각 형성한다.

더하여, 상기 라운드부(R)는, 단변(100)의 내측에 일체로 형성된다.

또한, 상기 라운드부(R)는, 냉각수와의 접촉면적을 향상시키도록 복수의 유동홀(300)이 단변(100)의 외측에 일체로 형성된다.

계속하여, 상기 유동홀(300)은, 외부에서 공급되는 냉각수가 유입토록 설치되어 유입되는 냉각수를 통하여 모서리부의 냉각이 증진된다.

한편, 상기 몰드(400)의 단변(100)은, 그 일측에 연결되는 실린더(600)에 의해 경사각 조절이 가능됨으로써 배출되는 주편(800)의 폭이조절된다.

또한, 상기 단변(100)은, 단변(100)의 상부 즉 침지노즐(500)을 통하여 용강(M)이 주입되는 부분과 주편(800)으로 배출되는 부분에서 상이한 경사부(θ2)(θ1)를 갖도록 설치된다.

상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.

도3 및 5에서와 같이, 몰드(400) 입구부에는 액상수축 점에 큰 경사부(θ2)를 이루도록 하고, 몰드(400)의 출구부에는 표준형(0.75%m~1%/m)인 경사부(θ1)를 갖는 2중의 경사구조를 갖도록 한다.

또한, 상기 몰드(400)의 장변(900)과 접촉되는 단변(100) 양 단부 즉 모서리부(R)에 큰 라운드부(R)를 형성시켜서 용강(M)이 연속주조 될 때 모서리부에 의해 용강이 몰드에 접촉이 되도록 하여 에어 갭을 최소화 시키며 모서리 터짐이 발생되지 않게 된다.

이와같은 구성에 의해 제조되는 주편(800)의 모서리를 인위적으로 가공하지 않아도 연속주조 되는 주편에 모서리부가 자동적으로 둥굴게 형성된다.

그리고, 상기에서 설명된 연속주조 공정은, 용강(M)이 침지노즐(500)을 통하여 몰드(400)내를 통과하면서 용강의 외부에 응고 층 즉 쉘(Shell)이 형성되고, 수직과 수평방향으로 설치된 롤에 의한 압연 및 롤 사이의 냉각수 노즐에 의한 냉각을 통하여 최종적으로 완전히 응고된 주편(800)이 출하된다.

일반적으로 용강(M)은 액체상태에서 0.9%정도 수축이 되는데 용강(M) 유출은 그 표면에 형성되는 얇은 응고 쉘이 파손 될 때 발생되는 것으로 응고 쉘이 형성되기 전에 액상 상태에서는 용강(M) 유출이 생기지 않기 때문에 액상수축 되는 양만큼 큰 경사구조를 주어도 용강(M) 유출이 되지 않아 몰드(M)의 입구에 경사부(θ2)형성 하였다.

또한, 상기 용강(M)의 수축은 가로, 세로, 높이, 전 방향에서 발생 되지만 장변(900)은 주편(800)의 두께가 되므로 변경시키지 못하고 단변(100)만 수축 량만큼의 경사부(θ2)를 형성하였다.

그리고, 상기 경사부(θ2)는, 통상적으로 테이블화 되어 있는 재질에 따른 액상수축량에 대응되는 각도로 형성되어 용강(M)이 몰드(400)에 접촉이 원활하게 되어 모서리 냉각이 원활하게 이루어짐으로서 응고 쉘이 두껍게 형성되어 용강(M) 유출이 방지됨은 몰론 모서리부의 크랙이 방지된다.

더하여, 상기 경사부(θ1)는, 단변(100)에 연결되는 실린더(600)에 의해 조절되는 경사각으로 배출되는 주편(800)의 폭을 결정하게 된다.

또한, 상기 단변(100)에 형성되는 라운드부(R) 외측에는 용강 모서리 부분에는 유동홀(300)이 일체로 형성되어 냉각수와의 접촉면적을 상승시켜 냉각 효과를 상승하게 된다.

이상에서 설명드린 본 발명의 몰드에 의하여 제조된 주편은 도1 및 도2의 몰드를 사용한 연주공정에서 제조된 비교발명 주편의 코너부 표면크랙지수를 비교하면 도5에서와 같이 0.69에서 0.35로 크게 감소된 것을 알 수 있으며, 이때 상기 표면크랙지수는 코너부의 표면결합의 발생빈도와 강도를 곱하여 얻어진다.

이와같은 현상은 주편(800)의 단변(100)에서 응고후 냉각시 발생되는 수축량이 최소화 됨은 물론 공기틈 발생을 최소화 하여 불균일 한 응고를 방지해 주는데에서 기인한 것을 알수 있는 것이다.

상술한 바와 같이 본 발명의 몰드에 의하면, 주편을 연속주조로 생산함에 있어서 주편의 모서리부분의 세로 크랙을 방지하고, 모서리 부분에 자연적으로 라룬드부를 형성시켜 제강의 트랙 타임을 짧게 하여 원료에서부터 제품이 나오는 시간을 크게 단축시켜 철강 생산 공정을 단축시키는 것이다.

또한 본 발명은, 주편의 모서리 부분을 인위적으로 스카핑 시키는 비용을 절감시키게 되었으며, 스카핑 용삭작업으로 발생되는 환경오염을 방지시켰다.

더하여, 모서리를 가공하는 기계가 필요 없게 되었으며, 후 공정 압연에서 제품의 트리밍작업을 생략하거나 최소화하여 제품 실수율이 향상시키는 효과가 있는 것이다.

Claims (4)

1. 두개의 장변(900)과 두개의 단변(100)으로 이루어져 소정 공간의 용강투입부(200)를 형성하는 몰드(400) 내측의 모서리부(C)에 라운드부(R)를 각각 형성하고, 몰드(400)의 단변(100) 상,하부에 경사부(θ2)(θ1)를 각각 형성하는 구성으로 이루어진 연속주조용 몰드에 있어서,

   상기 라운드부(R)는, 단변(100)의 내측에 일체로 형성되면서 그 외측면에는 모서리부의 냉각효과를 상승시키도록 외부에서 공급되는 냉각수가 유동되는 복수의 유동홀(300)이 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 연속주조용 몰드
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4. 제1항에 있어서, 상기 단변(400)은, 하부의 경사부(θ1)가 그 일측에 연결되는 실린더(600)에 의해 조절토록 되며, 상부의 경사부(θ2)는 투입되는 용강의 액상수축 양에 대응되는 각도로 이루어지는 것을 특징으로 하는 연속주조용 몰드

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