KR100707785B1 - Method and device for manufacturing continuous cast products - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 주조스트랜드 이송 통로를 따라 고정적으로 배치되어 있는 롤러쌍을 갖춘 본 발명에 따른 장치의 제 1실시예의 도면;1 is a view of a first embodiment of an apparatus according to the invention with roller pairs fixedly arranged along a cast strand conveying passage;
도 2는 선택적으로 작동될 수 있는 고정적으로 배치된 제 2의 롤러쌍을 갖춘 도 1에 따른 장치의 변경형태의 도면;Figure 2 shows a variant of the device according to figure 1 with a fixedly arranged second roller pair which can optionally be operated;
도 3은 주조스트랜드 이송 통로를 따라 이동될 수 있으며 교정부분의 상부에 배치되어 있는 롤러쌍을 갖춘 본 발명에 따른 장치의 제 2실시예의 도면;3 is a view of a second embodiment of the device according to the invention with a pair of rollers which can be moved along the cast strand conveying passage and arranged on top of the calibration section;
도 4는 교정부분의 하부에 배치되어 있는 주조스트랜드 이송 통로를 따라 이동가능한 롤러쌍을 갖춘 도 3에 따른 장치의 변경형태의 도면;4 shows a variant of the device according to FIG. 3 with roller pairs movable along a cast strand conveying passage arranged in the lower part of the calibration section;
도 5는 구동롤러쌍과 결합된 본 발명에 따른 방법의 개략도;5 is a schematic view of the method according to the invention in combination with a drive roller pair;
도 6은 롤러쌍과 구동롤러쌍을 갖춘 장치의 측면도;6 is a side view of a device with a roller pair and a drive roller pair;
도 7은 도 6에 따른 장치의 분할선 A-A를 따라 취해진 단면도;7 is a cross-sectional view taken along the dividing line A-A of the device according to FIG. 6;
도 8은 도 6에 따른 장치의 분할선 B-B를 따라 취해진 단면도;8 is a cross-sectional view taken along the dividing line B-B of the device according to FIG. 6;
도 9는 선로를 갖춘 장치의 단면도; 그리고9 is a cross-sectional view of a device with a track; And
도 10a, 10b는 2 개의 다른 롤러직경을 갖춘 롤러쌍의 개략도이다.10A and 10B are schematic views of roller pairs with two different roller diameters.
본 발명은 연속주물 제조방법으로 주물의 액체코어가 변형되는 절차를 제시한다. 또한 본 발명은 연속주조장치로 주형, 떼어낸 스트랜드를 곡선형태로 가이드하고 지지하는 방법, 주물의 변형을 적게 하기 위해 주조스트랜드 이송 통로를 따라 정렬하고 서로 움직일 수 있도록 한 방법에 관한 것이다. 이렇게 변형을 적게 하는 방법은 소프트리덕션(soft reduction)이란 개념으로 알려져 있다.The present invention provides a procedure in which the liquid core of the casting is transformed by the continuous casting manufacturing method. The present invention also relates to a method of guiding and supporting a mold, a strand removed by a continuous casting device in a curved form, and a method of aligning and moving along a casting strand feed passage to reduce deformation of the casting. This method of reducing deformation is known as the concept of soft reduction.
연속주조시 지속적으로 주조된 스트랜드는 주형 안에 형성된 스트랜드 응고각층 위에 응고하는데 이것은 떼어내는 과정에서 스트랜드 중앙방향으로 응고하기 위한 것이다. 이때 응고전면에 합금성분이 축적하게 된다. 이렇게 축적이 되면 완전히 응고된 스트랜드에 중심부 편석이 생기는데 이것은 스트랜드 단면상에 이질성과 불균형한 특성을 나타내게 한다.During continuous casting, the continuously cast strand solidifies on the layer of strand solidification formed in the mold, which solidifies in the direction of strand center during detachment. At this time, the alloy component is accumulated on the solidified front surface. This accumulation results in central segregation in the fully solidified strand, which results in heterogeneity and imbalance in the strand cross section.
응고과정에 확실히 영향을 미치게 하기 위한 방법으로 전자적으로 휘젓는 방법이 알려져 있는데 이것은 용융물에 유동운동을 부과하는 것이다. 연속주조장치의 2차 냉각단계나 마지막 단계에서 휘저음으로써 구슬모양의 응고구조물을 생성시키고 중심부 편석을 줄일 수 있다.An electronic whisk is known as a way to influence the solidification process, which imposes a flow motion on the melt. Stirring in the second cooling stage or the last stage of the continuous casting unit produces a bead-shaped solidified structure and reduces segregation of the core.
응고전면에 편석 생성을 막고 코어부 밀도를 높이기 위한 또 다른 방법으로는 소프트리덕션이 있다. 아직 완전히 응고하지 않은 스트랜드와 이로 인해 아직 액체상태인 코어부를 압연하게 하는 방법이다. EP 0 603 330 B1에서 주조산물의 액체상태코어부 변형단계와 연속주물로 된 강판과 괴생성법이 개시되어 있다. 이 변형단계는 아직 완전히 응고되지 않은 영역이 있는 지점과 산물이 완전히 응고된 지점 사이에 있는 주조스트랜드 이송 통로에서 일어나는데, 이 때 액체코어 내부에 있는 고체입자의 농도는 각각 10%, 80 %에 해당된다. 이러한 목적을 위해 곡선형의 롤러테이블 구간의 내부 및 외부 세그먼트를 포괄하는 장치가 추천된다. 곡선형 내부에 있는 세그먼트는 외부에 있는 세그먼트에 비해 유동적이다. 세그먼트의 롤러에 수직으로 롤러 케이지의 추가적인 롤러가 있는데 이것은 마찬가지로 주조회전축 방향으로 압축된다.Another way to prevent segregation on the solidification front and increase core density is soft reduction. Strands that have not yet solidified yet, and thus the method of rolling the core part which is still liquid. EP 0 603 330 B1 discloses a process for deforming a liquid core part of a casting product and forming a steel plate with continuous casting and a method of forming a block. This transformation takes place in the cast-strand transfer passage between the point where the area is not yet completely solidified and the product is completely solidified, where the concentration of solid particles in the liquid core is 10% and 80%, respectively. do. For this purpose a device is recommended which covers the inner and outer segments of the curved roller table section. Segments inside the curve are more fluid than segments outside. There is an additional roller in the roller cage perpendicular to the roller of the segment, which is likewise compressed in the direction of the casting axis.
더 나아가 스스로 조절되는 더 길고 더 가는 액체코어는 더 많은 다공성과 편석으로 이끈다. 이것은 품질저하로 인해서 고속주조의 장점을 이용하는데 한계가 있다.Furthermore, longer, thinner liquid cores that regulate themselves lead to more porosity and segregation. This is limited in using the advantages of high speed casting due to deterioration in quality.
본 발명의 과제는 편석을 막고 동시에 코어부의 밀도를 높임으로써 스트랜드 횡단면에 걸쳐서 균일한 특성을 가진 스트랜드 제품을 생산하기 위한 장치와 방법이다. 이 방법과 장치는 특히 고속주조시설과 최종 규격에 맞게 된 주형으로 된 시설에 적용될 수 있다. 이 과제는 청구항1의 특징으로 된 방법과 장치로 해결된다. 보다 바람직한 실시형태들은 그 이후의 청구항에 개시되어 있다.An object of the present invention is an apparatus and method for producing strand products having uniform properties across strand cross sections by preventing segregation and at the same time increasing the density of the core portion. This method and apparatus can be applied, in particular, to high speed foundry facilities and to facilities with molds to the final standard. This problem is solved by the method and apparatus characterized by the features of claim 1. More preferred embodiments are disclosed in the claims that follow.
본 발명의 기본적인 기술사상은, 액체코어팁이 항상 변형을 일으키는 롤러 틈새에 있도록 다시 말해 스트랜드가 양 롤러사이 공간에서 변형단계동안 완전히 응고되도록 하기 위해 주조스트랜드 이송 통로를 따라서 놓여있는 변형을 일으키는 롤러쌍의 위치와 롤러 틈새의 위치에 대하여 액체코어팁의 위치를 조정하기 위한 제어치로서 스트랜드이송력을 이용하는 제어방법이다. 스트랜드이송력은 주어진 롤러 조정력, 변형두께 및 재료 고유치에 의존하는 값이다. 설정수치는 액체코어팁이 바로 롤러 틈새에 있을 때의 스트랜드이송력이다. 실제수치가 설정수치를 벗어날 때는 액체코어팁과 롤러 틈새간의 상대 위치는 제 1실시예에서는 주조속도를 변경함으로써 조절할 수 있고 제 2실시예에서는 스트랜드에 대한 롤러쌍 위치를 변경함으로써 조절할 수 있다. 제 3실시예에서는 액체코어팁과 롤러 틈새간의 상대 위치를 주조속도의 파라미터와 주조스트랜드 이송 통로를 따라 놓여있는 롤러쌍의 이동성을 통해서 조절할 수 있다. 전체적으로 보면, 예를 들어 가열을 통한 주조온도 변경이나 합금 정밀 조절에 의한 고체상태 온도의 변경을 통해서 야기된 응고 위치의 변화는 상기 제어방법에 의해 검출되고 자동적으로 수정될 수 있다.The basic idea of the invention is that a pair of rollers that cause deformation so that the liquid core tip is always in the roller gap causing deformation, that is, the strand lies along the casting strand conveying passage so that the strands are completely solidified during the deformation phase in the space between the two rollers. It is a control method using a strand feed force as a control value for adjusting the position of the liquid core tip with respect to the position of and the position of the roller clearance. Strand feed force is a value that depends on the given roller adjustment force, deformation thickness and material intrinsic value. The set value is the strand feed force when the liquid core tip is in the roller clearance. When the actual value deviates from the set value, the relative position between the liquid core tip and the roller clearance can be adjusted by changing the casting speed in the first embodiment and by changing the roller pair position relative to the strand in the second embodiment. In the third embodiment, the relative position between the liquid core tip and the roller clearance can be adjusted through the parameters of the casting speed and the mobility of the roller pair lying along the casting strand feed passage. As a whole, the change of the solidification position caused by, for example, a change in the casting temperature through heating or a change in the solid state temperature by fine adjustment of the alloy can be detected and automatically corrected by the control method.
장치에 대해서는, 롤러의 직경을 400 내지 1,800 mm 사이로 하는 것이 제안된다. 구동롤러의 통상의 직경에 비해 롤러의 직경을 더 크게 선택함으로써 비교적 완만한 접촉각과 압축된 길이에 의해 최적의 소프트리덕션이 이루어질 수 있고 상기 이송력의 변경을 확실히 검출할 수 있다.For the device, it is proposed to make the diameter of the rollers between 400 and 1,800 mm. By selecting the diameter of the roller larger than the normal diameter of the drive roller, the optimum soft reduction can be achieved by the relatively gentle contact angle and the compressed length, and the change of the conveying force can be reliably detected.
완만한 접촉각과 압축된 길이는, 동시에 대량의 용적이 후방으로 이동할 때 아직 액체상태인 코어의 후방으로의 이동에 의한 최종 응고시의 용적 감소를 보상할 수 있다. 이러한 장점은 종래 기술에 의한 다수의 롤러쌍을 보유한 소프트리덕션 시스템에서는 달성되지 않는다. 또한, 공지의 다수 롤러시스템에서는 두 개의 인접한 롤러쌍 사이에서 최종 응고가 일어나는 것을 배제할 수 없고, 그 결과 소프트리덕션없이 일반적인 최종 응고와 동일한 효과를 가진다.The gentle contact angle and the compressed length can at the same time compensate for the volume reduction upon final solidification due to the movement of the still liquid core to the rear when a large volume moves backward. This advantage is not achieved in a soft reduction system having multiple roller pairs according to the prior art. In addition, in known multiple roller systems it is not possible to rule out that final solidification takes place between two adjacent roller pairs, with the same effect as normal final solidification without soft reduction.
장치에 대해서는, 큰 직경의 롤러를 선택함으로써 단 하나의 롤러쌍에 의해 주조 스트랜드의 두께를 크게 축소할 수 있다. 이러한 두께 축소는 실제 작동영역에서 스트랜드에 내부 손상을 야기하지 않고 12-15 mm로 축소할 수 있다. 응고전면에서의 주조 스트랜드의 연장은 소프트리덕션 조정을 통해 작아진다. 롤러직경은 소프트리덕션 구역의 급격함의 정도와 그로 인한 연장한계 및 압축도를 결정한다.For the device, the thickness of the cast strand can be greatly reduced by only one roller pair by selecting a roller of large diameter. This thickness reduction can be reduced to 12-15 mm without causing internal damage to the strand in the actual operating area. The extension of the cast strand at the solidification front is reduced through soft reduction adjustment. The roller diameter determines the degree of sharpness of the soft reduction zone and the resulting extension limits and compression.
스트랜드 아래쪽으로 변형롤러쌍 뒤에 구동롤러쌍이 설치되어 있고, 이 구동롤러쌍의 토크로부터 스트랜드이송력이 정해진다.The drive roller pair is provided below the deformation roller pair below the strand, and the strand feed force is determined from the torque of the drive roller pair.
본 발명에 대한 그 밖의 세부사항과 장점들은 아래에 기술되어 있다.Other details and advantages of the present invention are described below.
(실시예)(Example)
도 1에서 4까지는 본 발명에 따르는 장치의 제 1 및 제 2실시예의 서로 다른 배열을 보여주고 있다. 도 1에서는 주형(2)과 곡선형의 주조스트랜드 이송 통로(3)가 있는 연속주조장치(1)를 매우 단순화해서 나타내고 있다. 주조스트랜드 이송 통로(3)는 통상적으로 냉각부(4)와 냉각부(4)의 하부에 인접하여 배치된 연장하고 교정하는 부분(5)으로 구성되어 있다. 본 발명에 따르면 소프트리덕션 프로세스는 다수의 롤러쌍이나 롤러 케이지에 의해서가 아니라 고정적으로 배열된 상하 롤러 (7, 8)로 구성된 롤러쌍(6)에 의해 이루어진다. 스트랜드 하부에 감소를 위한 롤러쌍(6) 뒤에 교정을 위한 구동롤러쌍이 상하 구동롤러(10, 11)로 배치되어 있다. 각각의 롤러장치(12, 13)는 매우 간략하게 도시되어 있다.1 to 4 show different arrangements of the first and second embodiments of the device according to the invention. In FIG. 1, the continuous casting apparatus 1 which has the
도 2에서는 대응하는 구성요소는 동일한 부재번호로 표시로 되어 있다. 첫 번째 롤러쌍(6) 및 구동롤러쌍(9)과 함께, 두 번째 롤러쌍(14) 및 대응하는 구동롤러쌍(15)이 주조스트랜드 이송 통로를 따라서 제1세트의 롤러쌍(6, 9) 앞에 배열되어 있다. 주조속도의 변경을 통해 주조스트랜드 내의 액체코어팁의 형성이 제어되고, 이로 인하여 최적의 코어부를 압축하고 중심부 편석을 피하기 위해 롤러쌍 사이의 틈새에서 항상 완전응고가 이루어지게 할 수 있다. 두 번째 롤러쌍에서는 선택적으로 첫 번째나 두 번째 롤러쌍이 액체코어팁의 소프트리덕션을 수행한다. 이 때 쌍의 하부롤러(20)는 선택적으로 존재한다.In Fig. 2, corresponding components are designated by the same reference numerals. Along with the
본 발명의 제 2실시예는 도 3과 4로 설명한다. 여기서는 해당 구동롤러쌍(17)과 함께 주소스트랜드 이송 통로를 따라 움직일 수 있는 롤러쌍(16)에 대한 것이다. 이런 위치변경은 롤러쌍 (16', 17')으로 설명된다. 스트랜드 하부의 롤러쌍(16) 뒤에 두 개의 구동롤러쌍(19, 20)으로 이루어진 교정부(18)가 배열되어 있다.A second embodiment of the present invention is described with reference to FIGS. 3 and 4. Here, it is with respect to the
도 4는 교정부(18) 뒤에 배치되어 있는 움직일 수 있는 롤러쌍(21)이 있는 실행형태를 나타낸다. 이 이동로는 발명에 맞게 스트랜드이송력에 따라 제어된다. 이 이동로는 마찬가지로 주조속도에 종속되어 있다. 주조속도가 낮을 때에는 작은 이동로(도 3)로 가능하고 주조속도가 클 때에는 이동로가 더 커야 한다(도 4).4 shows an implementation form with a
도 5는 구동롤러쌍(22)과 결합된 제어 방법을 개략적으로 도시하고 있다. 롤러쌍(23)은 초기두께(D1)와 감소된 두께(D2)를 가지고서 주조스트랜드 생산물 상에 배치되어 있다. 상기 롤러쌍은 스페이서부재에 대하여 놓이도록 조절되거나 표준두께로 조절되어 있다. 소프트리덕션롤러의 상위롤러뿐만 아니라 하위롤러(24, 25)도 조정력(P)과 그 이동로에 관련하여 제어될 수 있다(제어장치는 참고번호 26으로 개략적으로 도시되어 있다). 스트랜드를 이송시키는데 필요한 힘(Z)은 조정력(P), 두께차이 및 재료 고유치에 의해 규정되며, 구동 롤러(22)의 롤러(27, 28)에 대해 필요한 토크(Md)로 산출된다. 이 때 설정수치는 액체코어팁(S) 내지 응고종단부가 양 롤러(24, 25) 사이의 틈새에 존재할 때 생기는 이송력이다. 실제수치와 설정수치 사이에 차이가 생길 때에는 주조속도변경이나 롤러쌍(23)의 위치변경을 통해서 롤러쌍과 액체코어팁의 위치관계가 수정된다.5 schematically shows a control method combined with a
도 6은 측면에서 소프트리덕션 장치의 구성을 나타낸다. 소프트리덕션과 구동롤러쌍(23, 22)은 공통프레임구조(29) 안에 배치되어 있다. 이동로와 힘의 조정은 롤러회전축(30, 31)에 작용하는 두 개의 유압실린더(32, 33)가 하게 되는데 이것은 도 7의 A-A단면도에 명확히 나타나 있다. 34는 양 롤러(24, 25)사이의 압축코어부를 나타낸다.6 shows the configuration of the soft reduction apparatus from the side. The soft reduction and drive roller pairs 23 and 22 are arranged in the
도 8은 도 6의 B-B단면도를 보여준다. 양 구동롤러쌍(27, 28)의 조정은 유압실린더(36, 37)를 통해 이루어진다. 롤러(27, 28)는 각각 구동장치(38, 39)를 구비하고 있고, 이러한 구동장치의 구동 토크(Md)는 스트랜드이송력(Z)에 대한 실제 크기로 사용된다. 제 2실시예에 의하면 소프트리덕션 롤러쌍(23)과 구동롤러쌍(22)을 가지고 있는 상기 프레임구조(29)는 주조스트랜드 이송 통로를 따라 이동할 수 있다. 이것은 도 9에 따라 주조스트랜드 이송 통로를 따라 이동할 수 있다. 이것은 도 9에 의해, 특히 상기 프레임구조(29)의 양측에 배열되어 있는 구동휠(40, 41)을 통해 이룰 수 있다. 주조스트랜드 이송 통로를 따라 있는 선로(42, 43)에는 구동휠이 상기 프레임구조와 연결되어 이동할 수 있다.FIG. 8 shows a cross-sectional view taken along line BB of FIG. 6. The adjustment of both drive roller pairs 27 and 28 is made via
도 10a와 10b를 통해 직경이 400 mm인 롤러와 1,500 mm인 롤러를 묘사함으로써 비교적 큰 롤러의 도움으로 제어된 코어부 압축을 가능케 한다.Depicting rollers 400 mm in diameter and rollers 1,500 mm through FIGS. 10A and 10B enables controlled core compression with the aid of relatively large rollers.
공식 Id = (d / 2 * Δh) (여기서, Id = 압축길이, d = 직경, Δh = 두께축소)에 따르면 동일한Δh 및 증가하는 d에 대해 압축길이는 길어지고 이 압축길이에 걸친 접촉각(α)은 더 작아진다는 것이 명백하다. 압축길이가 길어지고 접촉각이 작아지면 접촉각은 더 완만해지며, 스트랜드 코어부의 응고전면의 연장이 작아지고 축소구간이 더 길어진다. 이것은 코어부 압축에 유리하게 작용한다. 만족할 만한 코어부 밀도는 직경이 400 내지 1,800 mm인 롤러로 가능하다.According to the formula I d = (d / 2 * Δh), where I d = length of compression, d = diameter, Δh = thickness reduction, the length of compression becomes longer for the same Δh and increasing d and the contact angle over this length of compression It is clear that (α) becomes smaller. The longer the compression length and the smaller the contact angle, the smoother the contact angle becomes, the smaller the extension of the solidification front of the strand core and the longer the reduction section. This works advantageously for core compression. Satisfactory core density is possible with rollers of 400 to 1,800 mm in diameter.
상기와 같은 구성의 방법과 장치에 의해, 강판이나 괴가 소프트리덕션처리를 받을 수 있다. 특히, 프로파일된 직사각형, 정방형 또는 둥근 주조 스트랜드는 코어부에서 압축될 수 있다. 상기 장치는 새로운 설비에 설치할 수 있고 또 동시에 기존의 설비에 추가장착도 가능하다.By the method and apparatus of the above structure, a steel plate and a lump can be subjected to a soft reduction process. In particular, profiled rectangular, square or round cast strands can be compressed in the core portion. The device can be installed in a new installation and at the same time an additional installation in an existing installation.
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